MEMPELAJARI PENGARUH PRE-CONDITIONER, KECEPATAN ULIR DAN SUBSTITUSI GANDUM UTUH TERHADAP EKSTRUSI
SKRIPSI
GILANG F24080067
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
LEARNING THE INFLUENCES OF PRE-CONDITIONER, SCREW SPEED, AND WHOLE WHEAT SUBSTITUTION ON EXTRUSION Gilang and Dedi Fardiaz Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO BOX 220, Bogor, West Java, Indonesia. Phone +62 251 8626725, e-mail:
[email protected] ABSTRACT Extrusion cooking is the process of forcing a material to flow under a variety of conditions through a shaped hole (die) at a predetermined rate to achieve various resulting products. This research was done to learn the influences of preconditioner, screw speed, and whole wheat substitusion in extrusion process.Several extrusion treatments were studied, as follows: pre-conditioner treatment, wheat proportion (0 %, 5 %, and 10 %), and screw speed (350 rpm, 360 rpm, and 370 rpm). Pre-conditioner, wheat proportion, and screw speed found to affect the product in different ways. Pre-conditioning treatment increases the product’s moisture, gelatinisation degree, WSI (Water Solubility Index), WAI (Water Absorbtion Index), hardness and product’s length but it decreases the product’s bulk density. The higher wheat proportion between 0 % to 10 % increases gelatinisation degree, WSI, hardness, and bulk density. On the other hand, increasing of screw speed around 350 rpm to 370 rpm will increases gelatinisation degree, WSI, product’s length, hardness, but decreases product’s expansion degree. Keyword: extrusion, pre-conditioner, screw speed, whole wheat
Gilang. F24080067. Mempelajari Pengaruh Pre-conditioner, Kecepatan Ulir, dan Substitusi Gandum Utuh Terhadap Ekstrusi. Di bawah bimbingan Dedi Fardiaz. 2012.
RINGKASAN Ekstrusi adalah suatu proses pengolahan yang meliputi pencampuran, penggilingan, pemasakkan, pendinginan, pengeringan, dan pencetakkan. Dasar dari proses ekstrusi memberikan dorongan pada bahan baku untuk mengalir dengan kondisi tertentu untuk melalui suatu lubang (die). Karakteristik produk ekstrusi yang dihasilkan dipengaruhi beberapa hal seperti karakteristik bahan baku dan pengaturan ekstruder selama proses berlangsung. Karakteristik bahan dapat dikontrol dengan membuat formulasi yang tepat dan menggunakan pre-conditioner sedangkan pengaturan ekstruder meliputi kontrol suhu dan kecepatan ulir. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pre-conditioner, kecepatan ulir ekstruder dan tingkat substitusi gandum utuh pada karakteristik akhir produk ekstrusi. Penelitian ini dilakukan dengan menentukan karakteristik produk akhir yang dihasilkan pada berbagai perlakuan yang berbeda. Perlakuan-perlakuan yang dikontrol dalam penelitian ini meliputi perlakuan pre-conditioning, tingkat substitusi gandum (0 %, 5 %, dan 10 %), dan kecepatan ulir (350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm). Analisis yang dilakukan terhadap produk akhir ekstrusi adalah analisis kadar air, derajat gelatinisasi, WSI (Water Solubility Index), WAI (Water Absorbtion Index), bulk density, derajat pengembangan, panjang produk, dan analisis tekstur. Berdasarkan hasil analisis kadar air produk berkisar antara 3,88 % hingga 3,89 %. Berdasarkan hasil analisis, nilai derajat gelatinisasi dari ekstrudat yang dihasilkan adalah 9,68 % sampai 15,47 %. Hasil analisis menunjukkan nilai WSI berkisar antara 5,1 mg/ml hingga 9,5 mg/ml. Hasil analisis menunjukkan nilai WAI berkisar antara 4,86 mg/ml hingga 5,45 mg/ml. Hasil analisis menunjukkan bahwa bulk density berkisar antara 0,08 g/ml hingga 0,10 g/ml. Derajat pengembangan yang didapat pada kali ini berkisar antara 386,4 % hingga 423,07 %. Nilai yang didapat pada analisa tekstur kali ini berkisar antara 19,43 kg force hingga 33.59 kg force. Berdasarkan uji ANOVA pada taraf signifikansi 5 % diketahui bahwa perlakuan preconditioning memberikan pengaruh pada kadar air, derajat gelatinisasi, WSI, WAI, bulkdensity, panjang, dan tekstur produk. Perlakuan pre-conditioning dalam penelitian ini akan meningkatkan kadar air produk, derajat gelatinisasi produk, WSI, WAI, dan panjang produk, serta menurunkan bulk density produk. Kecepatan ulir memberikan pengaruh pada tingkat derajat gelatinisasi, WSI, derajat pengembangan, panjang dan tekstur produk. Kecepatan ulir yang lebih tinggi dalam penelitian ini meningkatkan derajat gelatinisasi, WSI, panjang, dan kekerasan produk namun menurunkan derajat pengembangan produk. Tingkat substitusi gandum memberikan pengaruh pada derajat gelatinisasi, WSI, bulk density dan tekstur produk. Tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi dalam penelitian ini meningkatkan derajat gelatinisasi, WSI, kekerasan dan bulk density. Uji korelasi menunjukkan bahwa tingkat substitusi gandum memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan tingkat derajat gelatinisasi, dan bulk density produk. Perlakuan preconditioning memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan kadar air, WSI, dan WAI. Kecepatan ulir memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan derajat pengembangan, panjang produk, dan tingkat kekerasan produk.
MEMPELAJARI PENGARUH PRE-CONDITIONER, KECEPATAN ULIR DAN SUBSTITUSI GANDUM UTUH TERHADAP EKSTRUSI
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh GILANG F24080067
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Judul Skripsi
: Mempelajari Pengaruh Pre-conditioner, Kecepatan Ulir, dan Substitusi Gandum Utuh Terhadap Ekstrusi : GILANG : F24080067
Nama NIM
Menyetujui,
Dosen Pembimbing I,
Pembimbing Lapang,
(Prof. Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc)
(Iwan Surjawan, Ph.D)
NIP. 19481001.197302.1.001
Mengetahui : Ketua Departemen,
(Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.) NIP. 19680526.199303.1.004
Tanggal sidang
: 10 Agustus 2012
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Mempelajari Pengaruh Pre-conditioner, Kecepatan Ulir, dan Substitusi Gandum Utuh Terhadap Ekstrusi adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, 2012 Yang memebuat pernyataan
Gilang F24080067
© Hak cipta milik Gilang, tahun 2012 Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi ,mikrofilm, dan sebagainya
BIODATA RINGKAS Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 19 November 1990 dari pasangan Djoko Sutanto Hartawan dan Rose Hermiati Soedali. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar pada tahun 2002 di SD Santa Maria Fatima Jakarta. Selanjutya penulis melanjutkan pendidikan menengah pertama di SMP Kristen 5 Jakarta hinga tahun 2005 dan menamatkan pendidikan menengah atas di SMA Kristen 3 Jakarta pada tahun 2008. Selama masa sekolah penulis memiliki beberapa prestasi di antaranya adalah medali perak olimpiade matematika pada Olimpiade Sains Nasional 2007. Setelah tamat pendidikan menengah atas, penulis diterima sebagai mahasiswa departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Selama menjalani studi di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif sebagai pengurus Keluarga Mahasiswa Buddhis (KMB) periode tahun 2009-2010 dan Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan (Himitepa) periode tahun 2010 dan 2011. Di dalam kepengurusan KMB, penulis menduduki jabatan ketua divisi pelayanan masyarakat sedangkan di dalam pengurusan Himitepa, penulis menduduki jabatan sebagai anggota. Penulis juga aktif dalam kepanitian Himitepa, yaitu sebagai anggota divisi Konsumsi ”Seminar dan Training HACCP VIII Himitepa IPB”. Sebagai tugas akhir, penulis melakukan penelitian di PT GarudaFood Putra Putri Jaya dengan judul “Mempelajari Pengaruh Pre-conditioner, Kecepatan Ulir, dan Substitusi Gandum Utuh Terhadap Ekstrusi” di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. H. Dedi Fardiaz, M.Sc.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur dipanjatkan ke hadapan Tuhan dan karunia-Nya sehinga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian dengan judul Mempelajari Pengaruh Pre-conditioner, Kecepatan Ulir, dan Substitusi Gandum Utuh Terhadap Ekstrusi dilaksanakan di PT GarudaFood Putra Putri Jaya sejak bulan Februari hingga Juni 2012. Skripsi ini tidak akan dapat diselesaikan tanpa bantuan, dukungan, dan doa berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Prof. Dr. Ir. H. Dedi Fardiaz, M.Sc sebagai dosen pembimbing utama (pembimbing akademik) yang telah membimbing dan memberikan arahan serta motivasi. 2. Iwan Surjawan, Ph.D atas bimbingan, saran, dan batuannya selama rangkaian kegiatan penyelesaian tugas akhir selaku pembimbing di tempat magang. 3. Ir. Subarna, MSi yang bersedia menjadi dosen penguji ke dua dan memberikan saran selama sidang berlangsung. 4. Orang tua dan adik-adik saya yang selalu memberi semangat dan menghibur saya. 5. Dosen-dosen departemen Ilmu dan Teknologi Pangan atas ilmu yang telah diberikan. 6. PT Garudafood Putra Putri Jaya atas kesempatan magang yang telah diberikan. 7. Pak Teguh dan Mas Ade yang memberikan bantuan penuh selama trial di pilot plan Gunung Putri. 8. Mbak Ochid, Mbak Wati, Mbak Teti, Ranto dan Pak Dian, teman-teman di ITD yang selalu memberikan ide dan memberikan motivasi di HO GarudaFood. 9. Mbak Tri, Asof, Hendi, Mbak Ita, Mbak Rossa, Sari, dan Mbak Della yang memberikan arahan selama saya di laboratorium. 10. Utie, Enie, Anita dan teman-teman divisi RnD atas candanya. 11. Teman-teman ITP 45 yang telah berjuang bersama selama 3 tahun di IPB. Akhir kata penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pangan. Terima kasih.
Bogor, 10 Agustus 2012 Gilang
iii
DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR .......................................................................................................................... iii DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... iv DAFTAR TABEL .................................................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................................ vii I.
PENDAHULUAN ......................................................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ...................................................................................................................... 1
1.2
Tujuan Penelitian .................................................................................................................. 1
1.3
Manfaat Penelitian ................................................................................................................ 2
II.
PROFIL PERUSAHAAN ............................................................................................................. 3
III.
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................................ 4
3.1
Ekstrusi ................................................................................................................................. 4
3.2
Ekstruder Ulir Tunggal ......................................................................................................... 4
3.3
Pre-conditioning ................................................................................................................... 5
3.4
Kecepatan Ulir ...................................................................................................................... 5
3.5
Gandum ................................................................................................................................ 6
IV. METODE PENELITIAN .............................................................................................................. 7
V.
4.1
Bahan dan Alat ..................................................................................................................... 7
4.2
Metode Penelitian ................................................................................................................. 7
4.2.1
Tahapan Produksi Ekstrudat ........................................................................................ 7
4.2.2
Analisis Fisik dan Kimia ............................................................................................ 10
HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................................... 12 5.1
Kadar Air ............................................................................................................................ 12
5.2
Derajat Gelatinisasi ............................................................................................................. 12
5.3
Water Solubility Index (WSI) ............................................................................................. 14
5.4
Water Absorption Index (WAI) .......................................................................................... 17
5.5
Bulk Density ........................................................................................................................ 18
5.6
Derajat Pengembangan dan Panjang ................................................................................... 19
5.7
Analisa Tekstur ................................................................................................................... 22
VI. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................................... 25 6.1
Kesimpulan ......................................................................................................................... 25
6.2
Saran ................................................................................................................................... 25
Daftar Pustaka ...................................................................................................................................... 26 LAMPIRAN ......................................................................................................................................... 28
iv
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Perbandingan jagung dan gandum utuh……………………………………………………... 6 Tabel 2. Formulasi adonan……………………………………………………..................................... 7 Tabel 3. Pengaturan ekstruder……………………………………………………................................ 8 Tabel 4. Rancangan Percobaan Ekstrusi……………………………………………………................ 9 Tabel 5. Setting Texture Analyzer untuk Kekerasan Produk…………………………………………..10 Tabel 6. Data analisis kadar air……………………………………………………………………….. 30 Tabel 7. Data analisis derajat gelatinisasi…………………………………………………………….. 31 Tabel 8. Data analisis Water Solubility Index (WSI)…………………………………………………. 32 Tabel 9. Data analisis Water Absorption Index (WAI)……………………………………………….. 33 Tabel 10. Data analisis bulk density……………………………………………………....................... 34 Tabel 11. Data analisis derajat pengembangan dan panjang…………………………………………. 35 Tabel 12. Data analisis tekstur………………………………………………………………………... 36
v
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Diagram alir proses preconditioning……………………………………………………… 8 Gambar 2. Diagram alir proses ekstrusi………………………………………………………………. 9 Gambar 3. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dan perlakuan pre-conditioning……………..13 Gambar 4. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dan kecepatan ulir…………………………... 13 Gambar 5. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dengan kadar gandum……………………… 14 Gambar 6. Grafik hubungan antara WSI dan perlakuan pre-conditioning..…………………………. 15 Gambar 7. Grafik hubungan antara WSI dan kecepatan ulir……………..……………..……………. 16 Gambar 8. Grafik hubungan antara WSI dan kadar gandum……………..……………..……………. 16 Gambar 9. Grafik hubungan antara WAI dan perlakuan pre-conditioning..…………..…………….. 17 Gambar 10. Grafik hubungan antara bulk density dengan perlakuan pre-conditioning..……………. 18 Gambar 11. Grafik hubungan antara bulk density dengan kadar gandum……………..…………….. 19 Gambar 12. Grafik hubungan derajat pengembangan dan kecepatan ulir……………..……………... 20 Gambar 13. Grafik hubungan panjang produk dengan kecepatan ulir……………..………………….21 Gambar 14. Grafik hubungan antara panjang produk dan perlakuan pre-conditioning..……………. 21 Gambar 15. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan perlakuan pre-conditioning…………22 Gambar 16. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan kecepatan ulir………………………. 23 Gambar 17. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan kadar gandum……………………… 24 Gambar 18. Produk berdasarkan kode……………..……………..……………..……………………. 28 Gambar 19. Foto produk berdasarkan perlakuan pre-conditioning dan kadar gandum utuh………….29 Gambar 20. Foto produk berdasarkan kecepatan ulir……………..……………..………………........ 29
vi
DAFTAR LAMPIRAN Halaman
Lampiran 1. Foto setiap produk hasil ekstrusi ...................................................................................... 28 Lampiran 2. Foto produk hasil ekstrusi ................................................................................................ 29 Lampiran 3. Hasil analisis kadar air ..................................................................................................... 30 Lampiran 4. Hasil analisis derajat gelatinisasi ..................................................................................... 31 Lampiran 5. Hasil analisis Water Solubility Index (WSI) .................................................................... 32 Lampiran 6. Hasil analisis Water Absorption Index (WAI) ................................................................. 33 Lampiran 7. Hasil analisis bulk density ................................................................................................ 34 Lampiran 8. Hasil analisis derajat pengembangan dan panjang ........................................................... 35 Lampiran 9. Hasil analisis tekstur (kekerasan)..................................................................................... 36 Lampiran 10. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap kadar air. ....................................................................................................................... 37 Lampiran 11a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap derajat gelatinisasi. ....................................................................................................... 38 Lampiran 11b. Uji lanjut Duncan untuk derajat gelatinisasi ................................................................ 38 Lampiran 12a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap WSI. .............................................................................................................................. 39 Lampiran 12b. Uji lanjut Duncan untuk WSI ...................................................................................... 39 Lampiran 13. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap WAI. ............................................................................................................................. 40 Lampiran 14a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap bulk density. .................................................................................................................. 41 Lampiran 14b. Uji lanjut Duncan untuk bulk density ........................................................................... 41 Lampiran 15a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap derajat pengembangan. ................................................................................................. 42 Lampiran 15b. Uji lanjut Duncan untuk derajat pengembangan .......................................................... 42 Lampiran 16a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap panjang produk. ............................................................................................................ 43 Lampiran 16b. Uji lanjut Duncan untuk panjang produk ..................................................................... 43 Lampiran 17a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap tekstur. .......................................................................................................................... 44 Lampiran 17b. Uji lanjut Duncan untuk tekstur ................................................................................... 44 Lampiran 18. Uji korelasi…………………..……………………………………………………….... 45
vii
I. 1.1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Beberapa dekade ini telah diperkenalkan berbagai produk pangan yang tergolong dalam kategori makanan ringan. Perkembangan makanan ringan sangat pesat di mana survey CIC tahun 2005 yang menyebutkan bahwa market size pada tahun 2004 snack modern mencapai 59.5 ribu ton atau naik dari tahun 2003 sebesar 53.6 ribu ton (Hidayat 2006). Banyak industri mencoba masuk ke pasar makanan ringan dan menciptakan banyak brand produk baru. Hal ini mendorong setiap produsen makanan ringan untuk berkompetisi dalam menjaga kualitas makanan ringan yang mereka buat dengan terus melakukan inovasi. Makanan ringan yang beredar di pasaran diproduksi dengan berbagai jenis metode. Salah satu metode yang banyak digunakan adalah ekstrusi. Ekstrusi adalah teknologi yang memiliki peranan besar dalam terciptanya makanan ringan generasi ke-2 dan ke-3. Pemasakkan dengan metode ekstrusi telah dipelajari lebih dari lima puluh tahun yang lalu. Di dalam proses ekstrusi terdapat serangkaian proses pengolahan meliputi pencampuran, penggilingan, pemasakkan, pendinginan, pengeringan, dan pencetakkan. Beberapa proses yang dapat disatukan dalam satu proses substitusi mampu meningkatkan efisiensi dan efektivitas dari proses produksi tersebut baik pada segi tenaga kerja maupun energi yang dibutuhkan. Hal inilah yang merupakan salah satu sebab mengapa teknologi ekstrusi mulai banyak diaplikasikan secara luas dalam industri pangan. Dalam pemasakkan dengan metode ekstrusi ada beberapa hal yang harus diperhatikan. Salah satu dari parameter tersebut adalah campuran bahan baku. Campuran bahan baku yang akan diproses dalam ekstruder harus memenuhi beberapa standar yang harus dijaga meliputi standar fisik (kadar air, keseragaman dan ukuran partikel, serta suhu) dan kimia (komposisi campuran, kadar pati, protein, lemak dan serat). Tidak semua bahan baku di dalam adonan memenuhi standar yang harus dijaga, oleh karena itu dibuat suatu alat yang disebut pre-conditioner. Pre-conditioning adalah proses menyiapkan adonan sehingga siap diekstrusi. Pre-conditioning secara umum akan menentukan karakteristik produk akhir sehingga proses pre-conditioning ini harus dikontrol sebaik-baiknya. Selain dari campuran bahan baku, parameter proses ekstrusi juga merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan. Setiap perbedaan suhu ekstrusi, kecepatan ekstrusi, dan laju masuknya bahan ke dalam ekstruder akan memberikan perbedaan karakteristik produk yang dihasilkan. Produk ekstrusi yang berbahan dasar jagung sudah banyak diterima secara umum, namun nilai nutrisinya jauh dari memuaskan dalam memenuhi kebutuhan kesehatan konsumen. Penelitian untuk mensubstitusi jagung dengan bahan lain seperti whole grain dan polong-polongan menunjukkan hasil positif sebagai produk yang kaya protein dan serat (Berrios 2006). Di sisi lain, penambahan substitusi whole grain dan polong-polongan mempengaruhi tekstur, pengembangan, serta penerimaan produk oleh konsumen (Liu et al. 2000). Hal ini disebabkan setiap bahan baku yang berbeda memiliki perilaku yang berbeda selama proses ekstrusi berlangsung. Data-data mengenai karakteristik setiap bahan baku untuk proses ekstrusi menjadi hal diperhatikan selama proses ekstrusi.
1.2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini secara umum adalah untuk mendapatkan produk ekstrusi dengan karakteristik yang lebih baik dari bahan baku berupa whole grain. Secara khusus penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh pre-conditioning, kecepatan ulir ekstruder dan tingkat substitusi gandum utuh pada karakteristik akhir produk ekstrusi.
1.3
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi informasi yang berguna dalam memperbaiki karakteristik produk ekstrusi yang diproduksi di industri pangan. Informasi yang ada dari penelitian ini juga diharapkan dapat menjadi dasar untuk penelitian lebih lanjut tentang aplikasi dan fungsi preconditioner dan produk ekstrusi berbahan dasar whole grain.
2
II.
PROFIL PERUSAHAAN
Garuda Food Group berawal dari PT. Tudung, didirikan di Pati, Jawa Tengah pada tahun 1958 dan bergerak di bisnis tepung tapioka. Pada tahun 1979 PT. Tudung berubah nama menjadi PT. Tudung Putra Jaya (TPJ). Pendiri perusahaan adalah mendiang Bapak Darmo Putra dan Ibu Poesponingrum, mantan pejuang yang memilih menekuni dunia usaha setelah bangsa Indonesia merdeka. Garuda Food adalah perusahaan makanan dan minuman di bawah kelompok usaha Tudung (Tudung Group). Selain Garuda Food, Tudung Group juga menaungi SNS Group (PT. Sinar Niaga Sejahtera) bergerak di bisnis distribusi logistik, PT. Bumi Mekar Tani (BMT) fokus di bidang plantationas, PT. Nirmala Tirta Agung (NTA) bisnis air minum dalam kemasan kaleng bermerek Prestine, dan Global Solution Institute (GSI) bergerak di bidang pelayanan jasa pelatihan, seminar, event organizer, dan konsultasi manajemen. Saat ini Garudafood memiliki 11 buah pabrik yang tersebar di Pulau Jawa, Sumatra, dan Sulawesi. Pabrik-pabri tersebut yaitu di Gresik (biskuit), Bogor (jelly drink), dua pabrik di Pati (kacang), Lampung, Rancaekek, Tangerang, Sidoarjo, Makasar, Pekanbaru, dan Sukabumi. Jumlah karyawan yang dimiliki Garudafood berkisar 20.000 orang dan total kapasitas produksi sekitar 550.000 ton.
3
III. 3.1
TINJAUAN PUSTAKA
Ekstrusi
Ekstrusi adalah proses pemasakan dengan cara memberikan dorongan positif pada bahan baku untuk mengalir dengan kondisi tertentu untuk melalui suatu lubang (die) yang memiliki bentuk tertentu (Gray & Chinnaswamy 1995). Teknologi ini merupakan hasil pengembangan aplikasi teknologi pengolahan/pencetakan metal alumunium, yang kemudian berkembang ke teknologi pengolahan plastik dan polimer sejenisnya, sampai akhirnya diterapkan untuk pengolahan hasil pakan, ekstrusi minyak dan pengolahan pangan modern seperti produk-produk serealia sarapan, makanan ringan serta banyak ragam produk konfeksioneri atau makanan pabrikasi lainnya (Muchtadi 1988). Perkembangannya yang sangat pesat membuat teknologi ini disebut sebagai teknologi yang sangat sangat dikenal. Ekstrusi banyak dikembangkan karena mengingat banyaknya keuntungan yang diberikan. Ekstrusi memiliki kemampuan untuk mengolah bahan dengan cepat, penghematan energi yang luar biasa dan sedikit tenaga kerja dibutuhkan. Ekstrusi juga menawarkan produk yang sangat seragam, peralatannya sangat mudah dioperasikan dan dibersihkan dan kapasitasnya besar. Produk akhirnya juga praktis dan memiliki kandungan mikroba yang sangat rendah karena mati selama produksi. Proses ekstrusi memiliki pengaruh yang nyata terhadap komponen-komponen pangan. Pati mengalami gelatinisasi dalam proses ekstrusi akibat adanya suhu dan kelembaban yang cukup. Pati yang tergelatinisasi mudah dirusak oleh suhu, tekanan, dan gesekkan sehingga menghasilkan kondisi yang berrongga. Karakteristik pati yang berbeda menghasilkan produk yang berbeda. Kadar amilosa dan amilopektin misalnya akan mempengaruhi sifat-sifat fisik produk ekstrusi. Pati dengan amilosa yang tinggi akan menghasilkan produk yang tidak mengembang namun memiliki dinding sel yang lebih tebal (lebih keras) sedangkan pati dengan amilopektin yang tinggi akan menghasilkan produk yang mengembang namun rapuh (Muchtadi et al. 1988). Pati dengan kadar amilosa lebih banyak lebih mudah diberi perisa dan cocok sebagai produk pendamping susu karena mampu mempertahankan kerenyahannya di dalam susu. Protein selama proses ekstrusi akan mengalami denaturasi dan kehilangan kelarutannya. Protein dalam proses ekstrusi hancur dan bercampur dengan pati terutama amilopektin. Keberadaan protein ini mencegah rusaknya amilopektin dengan membentuk ikatan kovalen dengan amilopektin dan dapat meningkatkan derajat pengembangan (Gimeno et al. 2004). Lemak dalam proses ekstrusi kurang diperhatikan karena bahan baku yang biasa digunakan tidak banyak mengandung lemak. Secara umum penggunaan lemak dapat mengurangi gesekkan pada barrel sehingga menghemat energi dan menjaga komponen lain agar lebih stabil. Walau demikian lemak dalam proses ekstrusi dapat mengurangi derajat pengembangan produk (Faubion et al., 1982). Untuk vitamin sendiri dipastikan mengalami penurunan dalam proses ekstrusi terutama vitamin B dan vitamin C.
3.2
Ekstruder Ulir Tunggal
Ekstruder adalah alat yang memiliki prinsip utama memberikan gaya dorong yang tinggi pada bahan sehingga bahan mampu keluar melalui lubang (die) baik dengan atau tanpa pemanasan. Secara umum ekstruder disusun atas ulir (screw), barrel, tempat memasukkan bahan (screw) dan lubang keluaran (die). Ekstruder dapat dimofikasi lebih lanjut dengan penambahan pemanas, tempat preconditioner, dan tempat memasukkan cairan (liquid feeder) (Weller 1997).
4
Berdasarkan jumlah ulir di dalamnya, ekstruder lebih jauh dapat diklasifikasikan menjadi ekstruder ulir tunggal dan ekstruder ulir ganda. Ekstruder ulir tunggal banyak digunakan karena biaya untuk prosesnya lebih ringan (Dziezak 1989). Ekstruder ulir tunggal dikarakterisasi berdasarkan rasio panjang dan diameter (L/D) dan rasio tekanan. Ekstruder jenis ini lebih lanjut memiliki beberapa tipe yaitu pasta extruder, high pressure forming extruder, low shear cooking extruder, collet extruder, dan high shear cooking extruder. Ekstruder ulir tunggal pada dasarnya adalah pendorong, penukar panas dan bioreaktor yang secara terus menerus mendorong, memanaskan, menarik, mengaduk, membentuk dan mengubah sifak fisik dan kimia bahan pada tekanan dan suhu tertentu dalam waktu singkat. Material yang melalui ekstruder ulir tunggal mengalami perubahan fisik lebih lanjut karena adanya ekspansi dan kehilangan kelembaban secara cepat setelah melewati die (Chiruvella et al. 1996).
3.3
Pre-conditioning
Pre-conditioning adalah proses lanjutan yang dilakukan setelah pencampuran campuran. Preconditioner adalah ruang di mana butiran bahan mentah dibasahi merata hingga kelembaban yang diinginkan dan/atau dipanaskan dengan air atau uap yang mengalir. Peran utama dari pre-conditioning adalah mengaduk, hidrasi, melunakan, memberi panas awal bahan baku dan memberi waktu tunggu di mana dapat terjadi reaksi kimia. Penambahan uap sebesar 4 % hingga 5 % secara umum cukup untuk mencapai kondisi suhu produk yang keluar dari pre-conditioner sebesar 93 oC. Namun penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa temperatur produk cukup 75 oC untuk mencapai karakteristik yang diinginkan. Pengadukkan juga merupakan parameter penting dalam pre-conditioner. Sebagian besar teknologi pre-conditioning yang baru menerapkan waktu retensi yang cukup lama sekitar 3 hingga 5 menit (Rokey et al. 2006). Perlakuan dengan pre-conditioner dapat meningkatkan residence time, mengurangi konsumsi energi, meningkatkan kapasitas, meningkatkan kualitas produk akhir, mengurangi gesekan pada barrel, dan meningkatkan efesiensi ekstruder (Harper 1989). Pre-conditioning penting dilakukan dalam pembuatan makanan ringan terutama makanan ringan berbasis jagung dan gandum. Gandum misalnya memiliki flavor tidak baik yang dapat dihilangkan dengan pre-conditioning. Hal yang perlu diperhatikan dalam pre-conditioning adalah penambahan air, waktu tinggal (residence time), dan suhu atau uap yang diberikan (Booth 1990). Pre-conditioner dapat diberi tekanan atau dengan tekanan atmosfir. Pre-conditioner yang diberi tekanan kurang diminati karena cenderung memberikan efek negatif pada produk akhir dan pengoperasiannya lebih sulit dibanding pre-conditioner dengan tekanan atmosfir (Booth 1990). Pengaduk pada pre-conditioner dapat berupa ribbon atau pedal. Jenis pengaduk ini menentukan jenis bahan baku yang dapat diolah dengan baik dalam pre-conditioner.
3.4
Kecepatan Ulir
Berbagai bentuk snack dapat dihasilkan dengan ekstruder. Biasanya untuk produksi snack yang mengembang (expanded snack) menggunakan proses HTST di mana kualitas produk dilihat dari kerenyahannya. Kerenyahan ini ditentukan dari derajat gelatinisasi produk yang dipengaruhi oleh suhu, kecepatan ulir, dan adonan yang akan diekstrusi. Kecepatan ulir berpengaruh nyata dalam proses ekstrusi. Pada laju masuknya bahan yang konstan, perlambatan kecepatan ulir yang berlebih menyebabkan bahan tidak dapat mengembang dengan sempurna, sebaliknya peningkatan kecepatan ulir yang berlebih akan meningkatkan keperluan energi yang lebih tinggi, energi termal juga perlu ditingkatkan dan suhu produk di die akan meningkat
5
(Meuser et al., 1987). Oleh karena itu kecepatan ulir perlu diperhatikan untuk mendapatkan kecepatan yang sesuai untuk mendapatkan target produk yang diinginkan. Menurut Anderson et al., 1969, peningkatan kecepatan ulir dan penurunan kadar air dapat meningkatkan derajat pengembangan dan water solubility index (WSI) namun menurunkan water absorption index (WAI).
3.5
Gandum
Akhir-akhir ini sebagian besar sereal untuk sarapan dan snack dibuat dari tepung yang sudah dimurnikan. Penggunaan gandum utuh diketahui sebagai bahan baku yang baik untuk kesehatan. Gandum telah banyak digunakan di dalam industri ekstrusi dan efek-efek variabel proses pada ekstrusi gandum telah banyak dipelajari. Dibandingkan beras, jagung, tapioka dan kentang, gandum memiliki entalpi gelatinisasi yang paling rendah (Harper 1989). Hal ini menunjukkan bahwa gandum lebih mudah tergelatinisasi dibanding beras dan jagung. Substitusi gandum pada produk ekstrusi berbasis jagung akan meningkatkan derajat gelatinisasi produk dan memungkinkan perbaikkan karakteristik produk yang diinginkan. Walau demikian penggunaan gandum utuh (whole wheat) mengandung protein dan serat yang memungkinkan penurunan derajat pengembangan dibanding menggunakan terigu. Tabel 1. Perbandingan jagung dan gandum utuh Komponen Total Karbohidrat Protein Serat Lemak
Gritz Jagung (%) 74 9 7 5
Gandum Utuh (%) 73 14 12 2
Sumber : www.nutritiondata.self.com
6
IV. 4.1
METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam proses ekstrusi dan pre-conditioning adalah gritz jagung, tepung gandum, tepung beras, minyak dan air. Bahan yang digunakan untuk analisis adalah HCl 0.5M, NaOH 10M, dan iodium. Alat-alat yang digunakan dalam proses ekstrusi dan pre-conditioning adalah timbangan, preconditioner, single screw extruder, dryer dan ribbon mixer. Alat yang digunakan untuk analisis adalah rapeseed, erlenmeyer, ayakan 60 mesh, ayakan 100 mesh, tumbukan, timbangan, waring blender, sentrifuse, pipet, tabung, spektrofotometri, cawan, oven, desikator, tumbukkan, stirrer, dan Stable Micro System TA.TX Texture Analyzer.
4.2
Metode Penelitian
4.2.1
Tahapan Produksi Ekstrudat
Formulasi Adonan Ada tiga formula dasar adonan yang digunakan untuk percobaan kali ini. Bahan dasar yang digunakan dalam proses preconditioning dan ekstrusi berupa tepung gandum utuh, grits jagung, tepung beras, dan minyak. Ketiga formulasi dasar adonan tersebut masing-masing berjumlah 10 kg dan dapat dilihat pada tabel 2. Tabel 2. Formulasi adonan Formulasi
1 2 3
Tepung gandum utuh (kg) % 0 0 0.5 5 1 10
Grits jagung
Tepung Beras
(kg) 8.93 8.43 7.93
(kg) 1 1 1
% 89.3 84.3 79.3
% 10 10 10
Minyak (mg) 50 50 50
% 0.5 0.5 0.5
Lesitin (mg) 20 20 20
% 0.2 0.2 0.2
Tahapan Pre-conditioning Dari 10 kg adonan untuk setiap formula yang disiapkan diambil 5 kg untuk diproses dengan preconditioning dan 5 kg sisanya diproses tanpa pre-conditioning. Adonan yang akan diproses dengan pre-conditioner dimasukkan ke dalam ribbon mixer dan diaduk selama 5 menit. Bahan dipindahkan dari ribbon mixer ke dalam feeder dari pre-conditioner. Uap bertekanan dialirkan pada preconditioner dan semua ulir pada pre-conditioner dijalankan. Bahan yang keluar diambil dan langsung dimasukkan ke dalam ekstruder.
7
Adonan
Ribbon Mixer Feeder Mixing I
Pre-conditioner
Stea m
Discharge
Adonan Dengan Prekondisi
Gambar 1. Diagram alir proses pre-conditioning Proses Ekstrusi Tabel 3. Pengaturan ekstruder T die Auger speed Knife speed
170oC 14 6
Adonan yang sudah melalui pre-conditioner langsung dimasukkan ke dalam ekstruder. Untuk adonan yang tidak melalui preconditioner diaduk terlebih dahulu dengan ribbon mixer dan ditambahkan air sebesar 128 ml sehingga kadar air adonan yang tidak melalui pre-conditioner dan melalui pre-conditioner sama. Adonan dimasukkan ke dalam feeder pada single screw ekstruder. Pengaturan yang harus dijaga konstan selama proses ekstrusi dapat dilihat pada tabel 3. Setelah pengaturan umum sudah disiapkan auger dijalankan dan kecepatan ulir awal yang digunakan 350 rpm. Selama proses berlangsung, 0,5 kg bahan pertama dibuang karena proses belum stabil, 1 kg bahan kedua diambil sebagai produk ekstrusi pada kecepatan 350 rpm. Kemudian kecepatan ulir diubah ke 360 rpm dan 0,5 kg bahan pertama dibuang karena dianggap tidak stabil, 1 kg bahan kedua diambil sebagai produk ekstrusi pada kecepatan 360 rpm. Kemudian kecepatan ulir diubah ke 370 rpm dan 0,5 kg bahan pertama dibuang karena dianggap tidak stabil, 1 kg bahan kedua diambil sebagai produk ekstrusi pada kecepatan 370 rpm. Kemudian ekstruder dibersihkan dengan 0,5 kg bahan yang tersisa.
8
Adonan Tanpa Prekondisi
Adonan Dengan Prekondisi
Ribbon Mixer
Air
Ekstrusi
Ekstrudat
Gambar 2. Diagram alir proses ekstrusi Secara keseluruhan semua produk ekstrusi yang dihasilkan dan rancangan produksi ekstrusi penelitian ini tercantum pada tabel 4. Tabel 4. Rancangan Percobaan Ekstrusi
Kode
Kadar Gandum (%)
001
0
002
0
003
0
370
011
0
350
012
0
013
0
101
5
102
5
103
5
370
111
5
350
112
5
113
5
370
201
10
350
202
10
203
10
211
10
212
10
213
10
Pre-conditioning/Non pre-conditioning
Kecepatan Ulir (rpm) 350
Non pre-conditioning
Pre-conditioning
360
360 370 350
Non pre-conditioning
Pre-conditioning
Non pre-conditioning
360
360
360 370 350
Pre-conditioning
360 370
9
4.2.2
Analisis Fisik dan Kimia
Kadar Air Metode Oven (AOAC, 1995) Mula-mula cawan kosong dikeringkan dalam oven selama 15 menit pada suhu 100-105oC dan didinginkan dalam desikator selama 10 menit, kemudian ditimbang. Sebanyak 5 gram contoh dimasukkan ke dalam cawan yang telah ditimbang dan selanjutnya dikeringkan dalam oven bersuhu 100-105oC selama 6 jam. Cawan yang telah berisi contoh tersebut dipindahkan ke desikator, didinginkan dan ditimbang. Pengeringan dilakukan kembali sampai didapat berat konstan. Kadar air dihitung berdasarkan kehilangan berat yaitu selisih berat awal dengan berat akhir. Perhitungan kadar air dilakukan dengan rumus : Kadar air = Keterangan :
a = berat cawan dan berat sampel akhir (g) b = berat cawan (g) c = berat sampel awal (g)
Analisis tekstur (kekerasan) produk akhir (Stable Micro System TA.XT Texture Analyzer) Pengukuran tekstur dilakukan secara objektif menggunakan Stable Micro System TA.XT Texture Analyzer. Parameter yang diukur adalah kekerasan produk. Tingkat kekerasan ditentukan dari maksimum gaya (nilai puncak) pada tekanan probe dan dinyatakan dalam kilogram force (kgf). Semakin besar gaya yang digunakan untuk menekan produk hingga patah, maka nilai kekerasan akan semakin besar yang berarti produk semakin keras. Probe yang digunakan ialah 100 mm Compression Platen (P/100). Kekerasan dianggap berbanding terbalik dengan kerenyahan produk. Setting texture analyzer yang digunakan dalam pengukuran kekerasan produk ekstrusi dapat dilihat pada Tabel 5. Tabel 5. Setting Texture Analyzer untuk Kekerasan Produk Pre-Test Speed Test Speed Post-Test Speed Distance Trigger Force Data Acquisition Rate
1 mm/s 1 mm/s 10mm/s 10 mm 10 g 100 pps
Derajat Pengembangan (Chinnaswamy dan Hanna, 1988) dan Panjang Produk Pengukuran panjang dilakukan secara langsung. Derajat pengembangan produk ekstrusi ditentukan dengan cara membagi diameter produk dengan diameter die ekstruder. Derajat pengembangan produk ekstrusi ditentukan dengan rumus : Derajat pengembangan (%) =
%
Pengukuran diameter dan panjang produk dilakukan menggunakan jangka sorong. Water Absorption Index (WAI), metode sentrifugasi (Modifikasi Anderson, 1969 di dalam Ganjyal et al., 2006) Sebanyak 0.5 gram sampel dalam bentuk tepung dengan ukuran 100 mesh disuspensikan dalam 15 ml aquades, diaduk dengan menggunakan stirrer selama 30 menit sampai semua bahan terdispersi merata. Selanjutnya tabung disentrifugasi dengan kecepatan 3000 rpm pada suhu ruang selama 10
10
menit. Supernatan yang diperoleh dituangkan secara hati-hati ke dalam wadah lain, sedangkan tabung sentrifuse beserta residunya ditimbang untuk mengetahui beratnya. Berat residu yang diperoleh mengekspresikan banyaknya jumlah air yang terserap. Water absorption index (WAI) dapat dihitung dengan menggunakan rumus : WAI (ml/g) = Water Solubility Index (WSI), metode sentrifugasi (Modifikasi Anderson, 1969 di dalam Ganjyal et al., 2006) Diambil contoh dari supernatan hasil sentrifugasi sebanyak 2 ml dan dimasukkan ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya. Cawan dimasukkan ke dalam oven dan dikeringkan pada suhu 100 5 oC sampa semua air dalam cawan menguap ( 4 jam). Cawan kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang sebagai bahan kering yang terlarut dalam supernatan. Water solubility index (WSI) ditentukan sebagai berikut : WSI (g/2 ml) = Derajat gelatinisasi, metode spektrofotometri (Wooton et al., 1971 di dalam Muchtadi et al., 1988) Produk dihaluskan sampai 60 mesh, ditimbang sebanyak 1 gram dan didispersikan dalam 100 ml air dalam waring blender selama 1 menit. Suspensi ini kemudian disentrifuse pada suhu ruang selama 15 menit dengan kecepatan 3500 rpm. Supernatan diambil 0.5 ml secara duplo, lalu masing-masing ditambah 0.5 ml HCl 0.5 M dan dijadikan 10 ml dengan akuades. Pada salah satu tabung duplo tersebut ditambahkan 0.1 ml larutan iodium. Kemudian keduanya diukur dengan spektrofotometri pada panjang gelombang 600 nm di mana sampel yang tidak diberi iodin sebagai blanko. Suspensi lain disiapkan dengan cara mendispersikan 1 gram produk yang sudah dihaluskan pada 95 ml air dan ditambah 5 ml NaOH 10 M. Suspensi dikocok salama 5 menit kemudian disentrifuse selama 15 menit pada suhu ruang dengan kecepatan 3500 rpm. Supernatan diambil 0.5 ml secara duplo, ditambah 0.5 HCL 0.5 M dan dijadikan 10 ml dengan aquades. Pada salah satu tabung tersebut ditambahkan 0.1 ml larutan iodium. Contoh diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm di mana contoh yang tidak diberi iodin sebagai blanko.
Bulk Density (Pan et al., 1998 di dalam Lin et al., 2002) Volume produk ekstrusi dihitung menggunakan gelas ukur 100 ml dengan pergantian volume oleh rapeseed. Rapeseed dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml dengan merata, kemudian dipindahkan sementara ke wadah lain. Sejumlah sampel yang telah diketahui beratnya ( 5 g) dimasukkan ke dalam gelas ukur, kemudian sisa ruang kosong ditutupi kembali dengan rapeseed. Rapeseed yang tersisa dihitung sebagai volume yang tergantikan oleh sampel. Volume sejumlah sampel dihitung secara acak untuk setiap test. Rasio berat sampel dengan volume yang terpindahkan oleh rapeseed dihitung sebagai bulk density (w/v).
11
V. 5.1
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air
Kadar air merupakan parameter yang penting pada produk ekstrusi. Kadar air secara tidak langsung akan ikut serta menentukan sifat fisik dari produk seperti kerenyahan produk dan hal ini adalah hal yang menjadi perhatian konsumen dalam mengkonsumsi produk ekstrusi. Berdasarkan hasil analisis kadar air produk berkisar antara 3,88 % hingga 3,89 %. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa hanya perlakuan pre-conditioning yang berpengaruh nyata terhadap kadar air produk pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 10). Sebagian kadar air pada produk yang diproses dengan pre-conditioner memiliki kadar air akhir yang sedikit lebih rendah. Penyebaran air pada bahan yang diproses dengan pre-conditioner jauh lebih baik dibandingkan penyebaran air pada bahan yang diproses tanpa pre-conditioner. Hal ini disebabkan oleh uap yang digunakan pada pre-conditioner lebih mudah menyebar dibanding menggunakan air. Selain itu, bahan yang diproses dengan pre-conditioner sudah menerima energi panas sebelum masuk ke dalam ekstruder. Hal ini menyebabkan energi yang diterima bahan di dalam ekstruder digunakan sebagian untuk menguapkan air sementara bahan yang tidak diproses dengan pre-conditioner menggunakan sebagian energi dari proses ekstrusi untuk menaikkan suhu bahan serta sebagai energi awal untuk gelatinisasi. Kadar air produk yang tertinggi dan terendah produk hanya memiliki selisih 0,0043%. Selisih yang tidak terlalu besar ini disebabkan oleh kadar air bahan yang diproses dengan pre-conditioner dan tanpa pre-conditioner sudah diatur sama. Kadar air produk ekstrusi yang dihasilkan pada penelitian ini sesuai dengan standar SNI 01-2886-2000 di mana kadar air akhir produk snack ekstrusi maksimal 4 %.
5.2
Derajat Gelatinisasi
Derajat gelatinisasi pati atau biasa disebut sebagai derajat kematangan merupakan parameter yang penting dalam ekstrudat. Selain menentukan daya cerna suatu ekstrudat, derajat gelatinisasi juga akan mempengaruhi karakteristik produk yang akan dihasilkan serta kestabilan selama penyimpanan (Paton dan Spartt 1980). Berdasarkan hasil analisis, nilai derajat gelatinisasi dari ekstrudat yang dihasilkan adalah 9,68 % sampai 15,47 %. Nilai derajat gelatinisasi tertinggi sebesar 15,47 % didapatkan pada ekstrudat dengan substitusi gandum utuh 10% yang melalui pre-conditioner dan diproses dengan kecepatan ulir 370 rpm, sedangkan nilai derajat gelatinisasi terendah sebesar 9,68 % didapatkan pada ekstrudat dengan substitusi gandum 5% yang tidak melalui pre-conditioner dan diproses dengan kecepatan ulir 350 rpm. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa tingkat substitusi gandum, perlakuan pre-conditioning dan kecepatan ulir yang berbeda berpengaruh nyata terhadap derajat gelatinisasi produk pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 11a). Uji lanjut duncan dilakukan untuk menunjukkan adanya perbedaan yang nyata antar variabel (Lampiran 11b). Kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada produk yang dihasilkan. Tingkat substitusi gandum 0 %, 5 % dan 10 % juga memberikan pengaruh yang nyata. Berdasarkan uji korelasi kadar gandum memiliki nilai korelasi yang paling tinggi (Lampiran 18).
12
16.6
Derajat Gelatinisasi (%)
14.6
12.6 10.6
preconditioner non preconditioner
8.6 6.6 4.6 Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat 0%, 350 0%, 360 0%, 370 5%, 350 5%, 360 5%, 370 10%, rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm
Kadar wheat 10%, 360 rpm
Kadar wheat 10%, 370 rpm
Gambar 3. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dan perlakuan pre-conditioning Dilihat dari pengaruh pre-conditioner pada derajat gelatinisasi ekstrudat dapat disimpulkan bahwa pre-conditioner secara nyata meningkatkan derajat gelatinisasi ekstrudat pada setiap kombinasi tingkat substitusi gandum (0 %, 5 %, dan 10 %) dan kecepatan ulir (350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm) yang diujikan. Pada pre-conditioner bahan baku mendapat perlakuan panas secara langsung dari steam yang bersentuhan langsung dengan bahan baku. Suhu yang didapat saat bahan baku keluar dari preconditioner adalah 74oC di mana ini sudah di atas suhu awal gelatinisasi dari gandum (Harper 1989). Adanya energi termal tersebut menyebabkan bahan sudah mengalami gelatinisasi awal sebelum masuk ke dalam ekstruder dan suhu bahan baku sebelum masuk ke dalam ekstruder lebih tinggi dari bahan baku yang tidak melalui pre-conditioner, sehingga energi yang didapatkan bahan selama proses ekstrusi dapat langsung digunakan untuk proses gelatinisasi.
Gambar 4. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dan kecepatan ulir
13
Kecepatan ulir memberikan pengaruh nyata terhadap derajat gelatinisasi. Derajat gelatinisasi produk dengan kecepatan ulir 350 rpm dan 360 rpm tidak saling berbeda nyata namun berbeda nyata dibanding dengan kecepatan ulir 370 rpm. Kecepatan ulir 370 rpm menghasilkan derajat gelatinisasi yang lebih tinggi dibanding 350 rpm dan 360 rpm. Semakin tinggi kecepatan ulir yang digunakan akan meningkatkan gesekan pada bahan baku dan memberikan energi pada bahan baku sehingga memungkinkan terjadinya gelatinisasi. Walau demikian, menurut Bhattacharya dan Milford, 1987, kecepatan ulir yang terlalu tinggi akan menurunkan residence time dan bahan baku akan lebih sedikit mendapatkan panas dari ekstruder sehingga derajat gelatinisasi pada bahan baku akan lebih rendah.
Gambar 5. Grafik hubungan antara derajat gelatinisasi dengan kadar gandum Tingkat substitusi gandum sendiri memberikan pengaruh nyata terhadap derajat gelatinisasi ekstrudat. Tingkat substitusi gandum 0 % dan 5 % tidak saling berbeda nyata namun berbeda nyata terhadap produk dibandingkan dengan substitusi gandum 10 %. Tingkat substitusi gandum 10 % memiliki derajat gelatinisasi yang lebih tinggi dibanding tingkat substitusi gandum 0 % dan 5 %. Tingkat substitusi gandum 0 % dan 5 % tidak berbeda nyata, hal ini menunjukkan tingkat substitusi gandum 5 % belum dapat memberikan pengaruh yang nyata dalam hal derajat gelatinisasi. Gandum memiliki entalpi gelatinisasi yang lebih rendah dibandingkan jagung. Hal ini menyebabkan ekstrudat dengan tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi memiliki derajat gelatinisasi yang lebih tinggi.
5.3
Water Solubility Index (WSI)
Water solubility index dan water absorption index adalah salah satu karakteristik dari ekstrudat dan umumnya penting dalam memperkirakan bagaimana sifat ekstrudat ketika diproses lebih lanjut. Water solubility index menunjukkan jumlah molekul ekstrudat yang dapat tersuspensi ke dalam air. Hasil analisis menunjukkan nilai WSI berkisar antara 5,1 mg/ml hingga 9,5 mg/ml. Nilai WSI terendah sebesar 5,1 mg/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 0 %, tanpa proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 350 rpm. Sedangkan nilai WSI tertinggi sebesar 9,5 mg/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 10 %, dengan proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 370 rpm.
14
Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa tingkat substitusi gandum, perlakuan pre-conditioning dan kecepatan ulir yang berbeda berpengaruh nyata terhadap WSI ekstrudat pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 12a). Uji lanjut duncan dilakukan untuk menunjukkan adanya perbedaan yang nyata antar parameter (Lampiran 12b). Kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada produk yang dihasilkan. Tingkat substitusi gandum 0 %, 5 % dan 10 % juga memberikan pengaruh yang nyata. Berdasarkan uji korelasi perlakuan pre-conditioning memiliki nilai korelasi yang paling tinggi terhadap WSI (Lampiran 18). 0.01
WSI (g/ml)
0.009 0.008 preconditioner
0.007
non preconditioner 0.006 0.005 0.004 Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat 0%, 350 0%, 360 0%, 370 5%, 350 5%, 360 5%, 370 10%, 10%, 10%, rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm 360 rpm 370 rpm
Gambar 6. Grafik hubungan antara WSI dan perlakuan pre-conditioning Perlakuan pre-conditioner secara langsung meningkatkan water solubility index. Hal ini dapat dilihat dari nilai WSI ekstrudat yang diproses melalui pre-conditioner lebih tinggi dari nilai WSI ekstrudat yang diproses tanpa pre-conditioner pada setiap kombinasi tingkat substitusi gandum dan kecepatan ulir yang digunakan. Adanya panas dari pre-conditioner menyebabkan bahan baku tergelatinisasi dan sebagian besar amilopektin yang ada pada bahan dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana. Molekul sederhana inilah yang dapat larut ke dalam air.
15
WSI (g/ml)
0.01 0.009
Kadar wheat 0%, nonpreconditioner
0.008
Kadar wheat 0%, preconditioner
0.007
Kadar wheat 5%, nonpreconditioner
0.006
Kadar wheat 5%, preconditioner
0.005
Kadar wheat 10%, nonpreconditioner
0.004 350
360
370
Kecepatan ulir (rpm)
Kadar wheat 10%, preconditioner
Gambar 7. Grafik hubungan antara WSI dan kecepatan ulir Kecepatan ulir memberikan pengaruh nyata terhadap WSI. WSI produk dengan kecepatan ulir 350 rpm dan 360 rpm tidak saling berbeda nyata namun berbeda nyata dibanding dengan kecepatan ulir 370 rpm. Kecepatan ulir 370 rpm menghasilkan nilai WSI yang lebih tinggi dibanding 350 rpm dan 360 rpm. Kecepatan ulir yang lebih tinggi memberikan gaya gesek yang lebih tinggi pada bahan menyebabkan timbulnya energi yang mampu memecah molekul makro pada bahan baku menjadi lebih sederhana dan lebih mudah larut. 0.01 350 rpm preconditioner
WSI (g/ml)
0.009
360 rpm preconditioner
0.008 0.007
370 rpm preconditioner
0.006
350 rpm nonpreconditioner
0.005
360 rpm non preconditioner
0.004
0%
5%
10%
370 rpm nonpreconditioner
Kadar Gandum
Gambar 8. Grafik hubungan antara WSI dan kadar gandum Tingkat substitusi gandum sendiri memberikan pengaruh nyata terhadap nilai WSI. Tingkat substitusi gandum 0 % dan 5 % tidak saling berbeda nyata namun keduanya berbeda nyata terhadap produk dibandingkan dengan substitusi gandum 10 %. Tingkat substitusi gandum 10 % memiliki WSI yang lebih tinggi dibanding tingkat substitusi gandum 0 % dan 5 %. Tingkat substitusi gandum 0 %
16
dan 5 % tidak berbeda nyata, hal ini menunjukkan tingkat substitusi gandum 5 % belum dapat memberikan pengaruh yang nyata pada nilai WSI. Hal ini menunjukkan keberadaan gandum juga menentukan nilai WSI dari ekstrudat. Gandum utuh memiliki proporsi kandungan amilosa dan amilopektin yang berbeda dengan jagung. Di antara amilosa dan amilopektin, amilosa lebih mudah larut di dalam air (Muchtadi et al., 1988).
5.4
Water Absorption Index (WAI)
Water absorption index menunjukkan jumlah air yang dapat terserap oleh ekstrudat. Hasil analisis menunjukkan nilai WAI berkisar antara 4,86 mg/ml hingga 5,45 mg/ml. Nilai WAI terendah sebesar 4.86 mg/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 10 %, tanpa proses preconditioning dan pada kecepatan ulir 360 rpm. Sedangkan nilai WAI tertinggi sebesar 5.45 mg/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 0 %, dengan proses pre-conditioning dan pada kecepatan ulir 370 rpm. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa di antara tingkat substitusi gandum, perlakuan pre-conditioning dan kecepatan ulir, hanya perlakuan pre-conditioning yang berpengaruh nyata terhadap WAI ekstrudat pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 13). Uji lanjut duncan tidak dilakukan karena tingkat substitusi gandum dan kecepatan ulir tidak berbeda nyata.
WAI (ml/g)
5.5
preconditioner
5
non preconditioner
4.5 Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat 0%, 350 0%, 360 0%, 370 5%, 350 5%, 360 5%, 370 10%, rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm
Kadar wheat 10%, 360 rpm
Kadar wheat 10%, 370 rpm
Gambar 9. Grafik hubungan antara WAI dan perlakuan pre-conditioning Sebagian besar nilai WAI dari perlakuan pre-conditioning lebih tinggi dibanding nilai WAI pada perlakuan tanpa pre-conditioning. Hal ini tidak sesuai dengan pernyataan Gomez dan Aguilera, 1983, yang menyebutkan bahwa semakin tinggi degradasi pati akan meningkatkan nilai dari WSI dan menurunkan nilai dari WAI. Hal ini disebabkan oleh derajat gelatinisasi yang ada tidak terlalu besar sehingga amilopektin yang ada pada bahan baku tidak dipecah menjadi molekul yang sangat sederhana namun menjadi molekul dengan panjang rantai menengah di mana banyak terdapat gugus hidrofilik sehingga lebih mudah menyerap air. Berdasarkan Mezreb et al. perubahan kecepatan ulir sebesar 100 rpm memiliki pengaruh yang tidak signifikan untuk WAI. Walau demikian, peningkatan kecepatan ulir dapat meningkatkan rusaknya molekul makro dari pati dan menyebabkan pati lebih mudah larut di dalam air sehingga
17
molekul yang mampu menahan air pada ekstrudat lebih sedikit. Tingkat substitusi gandum 0 %, 5 %, dan 10 % juga tidak nyata dalam menentukan nilai WAI.
5.5
Bulk Density
Bulk density adalah salah satu nilai yang menggambarkan kepadatan dari produk ekstrusi yang dinyatakan dalam satuan berat per volume. Secara tidak langsung bulk density menggambarkan struktur dari produk ekstrusi. Pada bulk densitiy rendah umumnya produk memiliki volume rongga yang lebih besar dan dinding pembentuk rongga tersebut lebih tipis. Sebaliknya produk dengan bulk density tinggi umumnya produk memiliki volume rongga yang lebih kecil dan dinding pembentuk rongga tersebut lebih tebal. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bulk density berkisar antara 0,08 g/ml hingga 0,10 g/ml. Bulk density terendah sebesar 0,08 g/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 0 %, dengan proses pre-conditioning dan pada kecepatan ulir 350 rpm. Sedangkan bulk density tertinggi sebesar 0,10 g/ml didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 10 %, dengan tanpa proses preconditioning dan pada kecepatan ulir 350 rpm. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa interaksi di antara tingkat substitusi gandum dan perlakuan pre-conditioning berpengaruh nyata terhadap bulk density ekstrudat pada taraf signifikansi 5% sedangkan kecepatan ulir tidak memberikan pengaruh yang nyata (Lampiran 14a). Uji lanjut duncan dilakukan pada tingkat substitusi gandum dan hasil menunjukkan bahwa tingkat substitusi 0 % dan 5 % tidak memberikan produk dengan bulk density berbeda nyata namun keduanya memberikan produk dengan bulk density yang berbeda nyata terhadap produk dengan tingkat substitusi 10 % (Lampiran 14b). Uji korelasi menunjukkan kadar gandum memiliki nilai korelasi yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan preconditioning (Lampiran 18). 0.11
Bulk density (g/ml)
0.105 0.1 0.095 0.09
preconditioner
0.085
non preconditioner
0.08 0.075 Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat 0%, 350 0%, 360 0%, 370 5%, 350 5%, 360 5%, 370 10%, 10%, 10%, rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm 360 rpm 370 rpm
Gambar 10. Grafik hubungan antara bulk density dengan perlakuan pre-conditioning
18
0.11 350 rpm nonpreconditioner
Bulk density (g/ml)
0.105 0.1
360 rpm nonpreconditioner
0.095
370 rpm nonpreconditioner
0.09
350 rpm preconditioner
0.085 0.08
360 rpm preconditioner
0.075 0
5
10
370 rpm preconditioner
Kadar gandum (%)
Gambar 11. Grafik hubungan antara bulk density dengan kadar gandum Tingkat gelatinisasi yang lebih tinggi akan menyebabkan tingginya volume dan rendahnya densitas pada produk ekstrusi (Schwartz 1992). Untuk pengaruh pre-conditioning dapat dilihat bahwa produk ekstrusi dengan perlakuan pre-conditioning memiliki bulk density yang lebih rendah pada semua kombinasi tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir yang digunakan. Hal ini sejalan dengan pernyataan yang dibuat Schwartz (1992). Walau demikian pada pengaruh tingkat substitusi gandum utuh, hal yang serupa tidak ditemukan. Derajat gelatinisasi yang lebih tinggi pada tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi tidak membuat bulk density lebih rendah melainkan lebih tinggi. Hal ini disebabkan oleh gandum utuh yang digunakan tidak hanya terdiri dari pati saja. Gandum utuh berbeda dengan jagung, gandum utuh mengandung komponen di luar pati yang lebih tinggi dibandingkan jagung seperti protein dan serat. Hal inilah yang memberikan pengaruh terhadap bulk density yang lebih besar pada tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi.
5.6
Derajat Pengembangan dan Panjang
Derajat pengembangan dan panjang adalah dua parameter yang penting untuk mendapatkan bentukkan fisik dari produk yang diinginkan. Menurut Wang, 1997, derajat pengembangan erat kaitannya dengan tekstur produk. Pengembangan yang baik akan berdampak positif terhadap kerenyahan produk. Derajat pengembangan yang didapat pada kali ini berkisar antara 386,4 % hingga 423,07 %. Derajat pengembangan terendah sebesar 386,4 % didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 10 %, dengan proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 370 rpm. Sedangkan derajat pengembangan tertinggi sebesar 423,07 % didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 0 %, dengan proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 350 rpm. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa interaksi di antara tingkat substitusi gandum, perlakuan pre-conditioner dan kecepatan ulir, hanya kecepatan ulir yang berpengaruh nyata terhadap derajat pengembangan ekstrudat pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 15a). Uji lanjut duncan dilakukan pada kecepatan ulir dan hasil menunjukkan bahwa kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm berbeda nyata (Lampiran 15b). Dilihat dari kecepatan ulir yang digunakan menunjukkan bahwa pada kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm, kecepatan ulir
19
350 rpm selalu memberikan derajat pengembangan yang lebih besar diikuti oleh kecepatan ulir 360 rpm dan yang paling rendah derajat pengembangannya adalah 370 rpm. Derajat pengembangan dipengaruhi oleh beberapa hal seperti kelembaban adonan, jenis pati, ukuran partikel adonan, dan kecepatan ulir (Apriani 2009). Jenis pati yang digunakan mempengaruhi derajat pengembangan. Umumnya pati tersusun atas amilosa dan amilopektin, pati yang kaya akan amilopektin umumnya akan lebih mudah mengembang dibandingkan pati yang kaya amilosa. Hal ini disebabkan rantai amilosa terikat satu sama lain selama proses pemasakan membuat strukturnya lebih padat (Monaru & Kokini 2003). Derajat pengembangan juga berbanding lurus dengan derajat gelatinisasi dari produk (Schwartz 1992). Pada hasil analisis penelitian ini tidak ditemukan perbedaan yang nyata pada produk ekstrusi dengan berbagai tingat substitusi dengan gandum utuh. Hal ini disebabkan karena kandungan amilosa dan amilopektin pada jagung dan gandum tidak jauh berbeda. Selain itu derajat gelatinisasi pada tingkat substitusi gandum memang lebih tinggi namun ada beberapa komponen pada gandum seperti protein dan serat yang membatasi derajat pengembangan produk. Tingkat substitusi gandum yang berkisar 0 % hingga 10 % juga masih belum cukup untuk menghasilkan perbedaan derajat pengembangan yang berbeda. Pengukuran panjang yang dilakukan menunjukkan panjang produk ekstrusi yang didapat dalam penelitian ini berkisar antara 19,72 mm hingga 25,58 mm. Panjang produk yang terendah sebesar 19,72 mm didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 0 %, tanpa proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 350 rpm. Sedangkan panjang produk yang tertinggi sebesar 25,58 mm didapatkan pada ekstrudat dengan tingkat substitusi 5 %, dengan proses pre-conditioner dan pada kecepatan ulir 370 rpm. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa interaksi di antara tingkat substitusi gandum, perlakuan pre-conditioner dan kecepatan ulir, ada dua hal yang berpengaruh nyata terhadap derajat gelatinisasi ekstrudat pada taraf signifikansi 5 % yaitu kecepatan ulir dan perlakuan pre-conditioner (Lampiran 16a). Uji korelasi menunjukkan kecepatan ulir memiliki nilai korelasi yang lebih tinggi dibanding perlakuan pre-conditioner dalam menentukkan panjang produk (Lampiran 18).
Derajat Pengembangan (%)
427
Kadar wheat 0%, nonpreconditioner
422 417
Kadar wheat 0%, preconditioner
412 407
Kadar wheat 5%, nonpreconditioner
402 397
Kadar wheat 5%, preconditioner
392
Kadar wheat 10%, nonpreconditioner
387 382 350
360 Kecepatan ulir (rpm)
370
Kadar wheat 10%, preconditioner
Gambar 12. Grafik hubungan derajat pengembangan dan kecepatan ulir
20
26
Panjang (mm)
25 24
0% nonpreconditioner
23
0% preconditioner
22
5% nonpreconditioner
21
5% preconditioner 10% nonpreconditioner
20
10% preconditioner
19 350
360
370
Kecepatan ulir (rpm)
Gambar 13. Grafik hubungan panjang produk dengan kecepatan ulir Uji lanjut duncan dilakukan pada kecepatan ulir dan hasil menunjukkan bahwa kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm berbeda nyata (Lampiran 16b). Pada kecepatan ulir 350 rpm, 360 rpm, dan 370 rpm, kecepatan ulir 370 rpm menghasilkan produk dengan panjang yang tertinggi, diikuti kecepatan ulir 360 rpm dan yang paling pendek adalah 350 rpm. Hal ini berbanding terbalik dengan derajat pengembangan di mana pada derajat pengembangan kecepatan ulir 350 rpm menghasilkan nilai yang terbesar sedangkan kecepatan ulir 370 rpm menghasilkan nilai yang terendah. Pada kecepatan ulir 350 rpm hingga 370 rpm dapat dilihat bahwa pada kecepatan ulir yang lebih tinggi produk yang dihasilkan cenderung mengembang ke arah panjang, sedangkan pada kecepatan ulir lebih rendah produk yang dihasilkan cenderung mengembang ke arah lebar. 26 25
Panjang (mm)
24 23 22
Preconditioner
21
nonpreconditioner
20 19 18 0% 350 0% 360 0% 370 5% 350 5% 360 5% 370 10% 10% 10% rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm 360 rpm 370 rpm
Gambar 14. Grafik hubungan antara panjang produk dan perlakuan pre-conditioning
21
Preconditioner tidak mempengaruhi derajat pengembangan produk namun mempengaruhi panjang produk. Dalam hal panjang, preconditioner meningkatkan panjang produk ekstrusi pada setiap kombinasi kecepatan ulir dan tingkat substitusi gandum utuh yang digunakan. Hal ini serupa dengan penurunan bulk density pada produk yang diberi perlakuan preconditioner. Tingkat gelatinisasi yang lebih tinggi pada preconditioner tidak memberikan pengaruh yang nyata pada derajat pengembangan namun memberikan nilai yang nyata pada panjang dari produk ekstrusi. Sehingga dengan bentuk die yang digunakan lebih membatasi produk untuk mengembang ke arah lebar.
5.7
Analisa Tekstur
Analisa tekstur pada penelitian kali ini dilakukan dengan mengukur force atau gaya yang diperlukan oleh Texture Analyzer untuk menekan produk pada jarak tertentu. Besarnya gaya ini akan menentukan karakteristik dari tekstrur produk ekstrusi yang dianalisa. Nilai yang didapat pada analisa tekstur kali ini berkisar antara 19,43 kg force hingga 33.59 kg force. Hasil tertinggi yang diperlukan oleh Texture Analyzer adalah 33.59 kg force yang diperoleh oleh produk tanpa perlakuan preconditioning, kecepatan ulir 370 rpm, dan tingkat substitusi gandum utuh sebesar 10 % sedangkan nilai gaya terendah diperoleh oleh produk tanpa pre-conditioning, kecepatan ulir 350 rpm, dan tingkat substitusi gandum utuh sebesar 0 %. Pengujian dengan general linear model univariate menunjukkan bahwa interaksi di antara tingkat substitusi gandum, kecepatan ulir dan perlakuan pre-conditioning berpengaruh nyata terhadap gaya yang diperlukan Texture Analyzer untuk menekan ekstrudat pada taraf signifikansi 5% (Lampiran 17). Uji lanjut duncan dilakukan pada tingkat substitusi gandum dan kecepatan ulir. Hasil menunjukkan bahwa tingkat substitusi 0 % dan 5 % tidak memberikan gaya yang berbeda nyata namun keduanya memberikan gaya yang berbeda nyata terhadap produk dengan tingkat substitusi 10 %. Kecepatan ulir 350 rpm dan 360 rpm tidak memberikan gaya yang berbeda nyata namun keduanya memberikan gaya yang berbeda nyata terhadap produk dengan dengan kecepatan ulir 370 rpm. Uji korelasi menunjukkan kecepatan ulir memiliki nilai korelasi yang paling tinggi dalam menentukkan tekstur produk (Lampiran 18). 35.000
Tingkat kekerasan (kg)
33.000 31.000 29.000
preconditioner
27.000
non preconditioner
25.000 23.000
21.000 19.000 Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat wheat 0%, 350 0%, 360 0%, 370 5%, 350 5%, 360 5%, 370 10%, 10%, 10%, rpm rpm rpm rpm rpm rpm 350 rpm 360 rpm 370 rpm
Gambar 15. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan perlakuan pre-conditioning
22
Secara umum penerimaan energi yang lebih tinggi oleh bahan di dalam ekstruder, akan meningkatkan denaturasi karbohidrat dan protein dan menyusun diri sepanjang aliran laminar di dalam ekstruder. Molekul-molekul kecil yang terbentuk ini membentuk ikatan silang menjadi struktur baru yang dapat mengembang setelah keluar dari die (Muchtadi 1988). Hasil yang diperoleh menunjukkan hal yang berbeda. Perlakuan pre-conditioning memberikan energi panas pada bahan tetapi produk yang didapatkan secara umum lebih keras. Pemberian energi yang terlalu besar memang tidak diinginkan karena dapat menggelatinisasi secara keseluruhan menyebabkan terjadinya dekstrinisasi yang menghasilkan tekstur yang tidak diinginkan. Walau demikian analisis derajat gelatinisasi menunjukkan hasil derajat gelatinisasi yang tidak terlalu tinggi. 35.000 Kadar wheat 0%, nonpreconditioner
Tingkat kekerasan (kg)
33.000 31.000
Kadar wheat 0%, preconditioner
29.000
Kadar wheat 5%, nonpreconditioner
27.000 25.000
Kadar wheat 5%, preconditioner
23.000
Kadar wheat 10%, nonpreconditioner
21.000 19.000 350
360 Kecepatan Ulir (rpm)
370
Kadar wheat 10%, preconditioner
Gambar 16. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan kecepatan ulir Menurut Jin, 1994, peningkatan kecepatan ulir meningkatkan derajat gelatinisasi bahan yang secara umum meningkatkan daya cerna produk dan karakteristik tekstur menjadi lebih renyah. Walau demikian, Muchtadi, 1988, peningkatan kecepatan ulir akan meningkatkan efek pemotongan dan penyusunan ulang molekul-molekul besar seperti karbohidrat dan protein sehingga rusak dan kehilangan sifat untuk mengembang atau memiliki dinding tebal sehingga tekstur lebih keras. Pada analisis yang dilakukan didapatkan hasil bahwa semakin tinggi kecepatan ulir dalam kisaran 350 rpm hingga 370 rpm menyebabkan tekstur yang semakin keras.
23
Tingkat kekerasan (kg)
35.000 33.000
350 rpm nonpreconditioner
31.000
360 rpm nonpreconditioner
29.000 27.000
370 rpm nonpreconditioner
25.000
350 rpm preconditioner
23.000
360 rpm preconditioner
21.000 370 rpm preconditioner
19.000 0%
5%
10%
Kadar Gandum
Gambar 17. Grafik hubungan antara tingkat kekerasan dengan kadar gandum Substitusi gandum dalam penelitian ini memberikan pengaruh yang nyata terhadap tekstur. Hal ini disebabkan gandum dan jagung merupakan dua bahan baku dengan karakteristik yang berbeda. Lebih tingginya kadar protein dan serat pada gandum serta perbedaan karakteristik pati pada gandum dan jagung merupakan hal yang mendasari perbedaan ini. Tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi menyebabkan karakteristik produk yang terbentuk lebih keras. Hal ini disebabkan oleh keberadaan protein pada gandum menyebabkan energi yang diterima bahan digunakan sebagian untuk mendenaturasi protein. Tingkat gelatinisasi menjadi lebih rendah dan tekstur yang dihasilkan lebih keras. Analisis tekstur yang dilakukan pada penelitian ini menghasilkan banyak hal-hal yang tidak dapat dijelaskan. Karakteristik tekstur produk tidak hanya dipengaruhi oleh kecepatan ulir, perlakuan pre-conditioning, dan substitusi gandum utuh. Hal ini menyebabkan pembahasan pada karakteristik tekstur produk belum maksimal.
24
VI. 6.1
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Penelitian ini secara umum menunjukkan bahwa interaksi perlakuan pre-conditioning, kecepatan ulir, dan tingkat substitusi gandum utuh merupakan hal-hal yang harus diperhatikan dalam produksi suatu produk ekstrusi. Diperlukan kombinasi yang tepat untuk mendapatkan karakteristik produk yang diinginkan. Berdasarkan hasil analisis kadar air produk berkisar antara 3,88 % hingga 3,89 %. Berdasarkan hasil analisis, nilai derajat gelatinisasi dari ekstrudat yang dihasilkan adalah 9,68 % sampai 15,47 %. Hasil analisis menunjukkan nilai WSI berkisar antara 5,1 mg/ml hingga 9,5 mg/ml. Hasil analisis menunjukkan nilai WAI berkisar antara 4,86 mg/ml hingga 5,45 mg/ml. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bulk density berkisar antara 0,08 g/ml hingga 0,10 g/ml. Derajat pengembangan yang didapat pada kali ini berkisar antara 386,4 % hingga 423,07 %. Nilai yang didapat pada analisa tekstur kali ini berkisar antara 19,43 kg force hingga 33.59 kg force. Berdasarkan uji statistik yang digunakan perlakuan pre-conditioning memberikan pengaruh pada kadar air, derajat gelatinisasi, WSI, WAI, bulkdensity, panjang, dan tekstur produk. Perlakuan preconditioning dalam penelitian ini meningkatkan kadar air produk, derajat gelatinisasi produk, WSI, WAI, kekerasan produk dan panjang produk, serta menurunkan bulk density produk. Kecepatan ulir memberikan pengaruh pada derajat gelatinisasi, WSI, derajat pengembangan, panjang dan tekstur produk. Kecepatan ulir yang lebih tinggi dalam penelitian ini meningkatkan derajat gelatinisasi, WSI, panjang, dan kekerasan produk namun menurunkan derajat pengembangan produk. Tingkat substitusi gandum memberikan pengaruh pada derajat gelatinisasi, WSI, bulk density dan tekstur produk. Tingkat substitusi gandum yang lebih tinggi dalam penelitian ini meningkatkan derajat gelatinisasi, WSI, kekerasan dan bulk density. Uji korelasi menunjukkan bahwa tingkat substitusi gandum memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan tingkat derajat gelatinisasi, dan bulk density produk. Perlakuan pre-conditioning memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan kadar air, WSI, dan WAI. Kecepatan ulir memiliki nilai korelasi paling tinggi dalam menentukan derajat pengembangan, panjang produk, dan tingkat kekerasan produk.
6.2
Saran
Penelitian ini merupakan dasar untuk penelitian lebih lanjut tentang pre-conditioner dan penggunaan bahan dasar whole grain dalam proses ekstrusi. Proses pre-conditioning perlu dimaksimalkan dan perlu dibuat kontrol pada pre-conditioner yang suhu dan tekanannya tidak dapat dikontrol sehingga peran pre-conditioner dapat semakin nyata. Pre-conditioner yang ada belum terhubung langsung dengan ekstruder sehingga ada panas yang hilang selama pemindahan bahan dari discharge pre-conditioner ke feeder ekstruder. Oleh karena itu, pre-conditioner dan ekstruder perlu dibuat terhubung langsung menjadi satu lintasan sistem yang tertutup sehingga panas dari preconditioner tidak hilang dan energi yang diperlukan ekstruder lebih rendah. Analisis karakteristik whole grain lain selain gandum utuh pada produk ekstrusi juga perlu ditingkatkan untuk meningkatkan mutu produk ekstrusi dan mendukung difersivikasi pangan.
25
Daftar Pustaka Anderson RA, Conway HF, Pfeifer VF, dan Griffin EL. 1969. Gelatinisation of corn grits by roll and extrusion cooking. Cereal Science Today 14(1), 4-12 Apriani RN. 2009. Mempelajari pengaruh ukuran partikel dan kadar air tepung jagung serta kecepatan ulir ekstruder terhadap karakteristik snack ekstrusi.[Skripsi]. Bogor, Institut Pertanian Bogor AOAC. 1995. Official Method of Analysis of The Association Analytical Chemist. Inc., Washington DC Berrios JJ. 2006. Extrusion cooking of legumes: Dry bean flours. Encyclopedia of Agricultural, Food, and Biological Engineering 1: 1-8 Bhattacharya M dan Milford AH. 1987. Textural properties of extrusion cooked corn starch. LebensmWiss Technology, 20, 195-201. Booth R Gordon. 1990. Snack Food. USA, Reinhold Van Nostrand. Chinnaswamy R dan Hanna MA.1988. Expansion, Colour dan Shear Strength Properties of Corn Starch Extrusion Cooked With Urea and Salt. J. Food Science 40: 186-190 Chiruvella RV, Jaluria J, dan Mukund V K. 1996. Numerical Simulation of the Extrusion Process for Food Materials in a Single-screw Extruder. J. Food Engineering 30: 449-467 Dziezak JD.1989.Single and Twin Screw Extruders in Food Processing. Food Technol 43(4): 164-174 Faubion JM, Hoseney RC, dan Seib PA. 1982. Functionality of Grain Components in Extrusion. J. Cereal Food World. 27:212-216 Ganjyal M, Hanna MA, Supprung P, Noomhorm, dan Jones D. 2006. Modeling Selected Properties of Extruded Rice Flour and Rice Starch by Neutral Networks and Statistics. J. Cereal Chemist 83(3):223-227 Gimeno E, Monaro CI, dan Kokini JL.2004. Effect of Xanthan Gum and CMC on The Structure and Texture of Corn Flours Pellets Expanded by Microwave Heating. American Association of Cereal Chemistry. J. Cereal Chemistry 81(1): 100-107 Gomez MH dan JM Auilera. 1984. A physiochemical model for extrussion of corn starch. J. Food Science 49: 40. Gray DR dan Chinnaswmy R. 1995. Role of Extrution in Food Processing. Di dalam: Gaonkar AG (ed). Food Processing: Recent Developments. Atchison, Midwest Grain Products, Inc. Harper JM. 1989. Food Extruders and Their Applications, in “Extrusion Cooking”, Mercier C, Linko P dan Harper JM (ed.), Amer Assoc. Cereal Chem., St. Paul, MN, pp. 1-14. Hidayat T. 2006. Bisnis Snack. www.swa.co.id [20 Februari 2012] Jin Z, Hsieh F, dan Huff HE. 1994. Extrusion cooking of corn meal with soy fiber, salt, and sugar. J. Cereal Chem 71(3): 227-34 Lin YH, Yeh CS, Lu S. 2002. Evaluation on Quality Indices and Retained Tocopherol Contents in the Production of the Rice-Based Cereal by Extrusion. J. Food and Drug Analysis(10) 3: 183-187 Liu Y, Hsieh F, Heymann H, dan Huff HE. 2000. Effect of process conditions on the physical and sensory properties of extruded oat-corn puff. J. Food Science 65: 1253-1259 Meuser F, Van Lengerich B, dan Reimers H. 1987. Technological Aspect Regarding Specifics Changes to Characteristic Properties of Extrudates by HTST Extrusion-Cooking. London, Elsevier Applied Science Publisher. Mezreb K, Adeline G, Robert R, dan Michele Q. 2003. Application of image analysis to measure screw speed influence on physical properties of corn and wheat extrudates. Journal of Food Engineering 57 (2003): 145-152
26
Monaru CJ dan Kokini JL. 2003. Nucleation and Expansion During Extrusion and Microwave Heating of Cereal Food. Food Science and Centre for Advance Food Technology, Univ Brunswick Muchtadi Tien R, Purwiyatno, dan Adil Basuki.1988.Teknologi Pemasakan Ekstrusi.Bogor, Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor. Paton D dan Spratt WA. 1980. Simulated Approach to the Estimation of Degree of Cooking of an Extruded Cereal Product. J. Cereal Chemistry 58 (3): 216-220 Rokey G, Rob S, dan Brian P. 2006. Improved Performance of Pellet Mills Utilizing DDC Preconditioners.http://en.engormix.com/MA-feed-machinery/manufacturing/articles/improvedperformance-pellet-mills-t179/801-p0.htm [14 Juni 2012] Schwartz et al. 1992. Effect of Starch Gelatinization on Physical Properties of Extruded Wheat and Corn-Based Product. J. Cereal Chemistry 69 (4): 401-404 Wang SS. 1997. Gelatinization and Melting of Startch and Tribochemistry in Extrusion Starch. J. Cereal Chemistry 45: 388-390 Weller Curtis L. 1997. Extrusion Equipment and Design.Lincold, University of Nebraska. www.nutritiondata.self.com/facts/cereal-grains-and-pasta/5687/2 (22 Juni 2012) www.nutritiondata.self.com/facts/cereal-grains-and-pasta/5744/2 (22 Juni 2012)
27
LAMPIRAN Lampiran 1. Foto setiap produk hasil ekstrusi
Gambar 18. Produk berdasarkan kode
28
Lampiran 2. Foto produk hasil ekstrusi
Gambar 19. Foto produk berdasarkan perlakuan pre-conditioner dan kadar gandum utuh
Gambar 20. Foto produk berdasarkan kecepatan ulir
29
Lampiran 3. Hasil analisis kadar air Tabel 6. Data analisis kadar air
Berat Cawan (g)
Ulangan I Berat Cawan Berat dan Sampel Sampel (g) Kering (g)
Berat Cawan (g)
Ulangan 2 Berat Cawan Berat dan Sampel Sampel (g) Kering(g)
Kadar air (%)
3.8852
43.9980
2.0021
45.9223
3.8859
Kadar air ratarata (%) 3.8855
Kadar air (%)
001
53.3696
2.0205
55.3116
002
43.9975
2.0139
45.9331
3.8880
48.5203
2.0112
50.4533
3.8882
3.8881
003
43.2176
2.029
45.1677
3.8886
49.5424
2.0248
51.4885
3.8868
3.8877
011
44.6929
2.0275
46.6417
3.8816
49.5412
2.0042
51.4675
3.8868
3.8842
012
39.8375
2.0399
41.7982
3.8825
44.6923
1.9983
46.6129
3.8883
3.8854
013
49.5421
2.0019
51.4662
3.8863
43.9980
2.0048
45.9249
3.8857
3.8860
101
40.1188
2.0084
42.0491
3.8887
49.5419
2.0009
51.4650
3.8883
3.8885
102
41.5858
2.004
43.5119
3.8872
43.2178
2.0102
45.1499
3.8852
3.8862
103
48.5205
2.0152
50.4574
3.8855
39.8377
1.9987
41.7587
3.8875
3.8865
111
51.7007
2.0164
53.6388
3.8832
51.7004
2.0074
53.6298
3.8856
3.8844
112
41.5845
1.9979
43.5048
3.8841
51.7033
2.0002
53.6258
3.8846
3.8843
113
53.3692
2.0169
55.3077
3.8872
43.2175
2.0191
45.1581
3.8879
3.8875
201
49.541
2.0125
51.4753
3.8857
39.3877
2.0008
41.3107
3.8884
3.8871
202
48.5198
2.004
50.4459
3.8872
39.8822
2.0169
41.8207
3.8872
3.8872
203
39.8386
2.0116
41.772
3.8875
44.6936
2.0002
46.6161
3.8846
3.8860
211
44.6937
2.0435
46.6578
3.8855
43.9977
2.0227
45.9418
3.8859
3.8857
212
43.9982
2.0668
45.9847
3.8852
51.7012
2.0092
53.6323
3.8871
3.8862
213
51.7032
2.0089
53.634
3.8877
48.5183
2.0027
50.4432
3.8848
3.8862
Kode
Contoh perhitungan untuk kode 001 Kadar Air = = = 3.8852 % Rata-rata = = = 3.8855 %
30
Lampiran 4. Hasil analisis derajat gelatinisasi Tabel 7. Data analisis derajat gelatinisasi
Absorbansi sampel
Ulangan 1 Absorbansi sampel dengan NaOH
Absorbansi sampel
Ulangan 2 Absorbansi sampel dengan NaOH
Derajat Gelatinisasi (%)
Derajat Gelatinisasi (%)
Rata-Rata Derajat Gelatinisasi
001
0.473
0.487
002
9.7125
0.48
0.482
9.9585
9.8355
0.482
003
0.486
9.9177
0.478
0.49
9.7551
9.8364
011
0.486
0.49
9.9184
0.48
0.488
9.8361
9.8772
012
0.568
0.495
11.4747
0.569
0.49
11.6122
11.5435
0.59
0.489
12.0654
0.584
0.498
11.7269
11.8962
013
0.628
0.498
12.6104
0.632
0.487
12.9774
12.7939
101
0.48
0.496
9.6774
0.474
0.489
9.6933
9.6853
102
0.471
0.481
9.7921
0.473
0.486
9.7325
9.7623
103
0.481
0.485
9.9175
0.483
0.489
9.8773
9.8974
111
0.581
0.512
11.3477
0.586
0.508
11.5354
11.4415
112
0.61
0.507
12.0316
0.605
0.506
11.9565
11.9940
113
0.621
0.503
12.3459
0.612
0.482
12.6971
12.5215
201
0.685
0.502
13.6454
0.683
0.498
13.7149
13.6801
202
0.69
0.507
13.6095
0.697
0.497
14.0241
13.8168
203
0.735
0.495
14.8485
0.695
0.486
14.3004
14.5744
211
0.746
0.527
14.1556
0.745
0.525
14.1905
14.1730
212
0.734
0.493
14.8884
0.735
0.502
14.6414
14.7649
213
0.783
0.5
15.6600
0.775
0.507
15.2860
15.4730
Kode
Contoh perhitungan untuk kode 001 ( pengenceran sampel + NaOH = 10 kali ) Derajat Gelatinisasi = = = 9.7125 % Rata-rata = = = 9.8355 %
31
Lampiran 5. Hasil analisis Water Solubility Index (WSI) Tabel 8. Data analisis Water Solubility Index (WSI) Ulangan 1 Kode
W cawan kosong (g)
Ulangan 2
W cawan dan residu (g)
WSI (g/ml)
W cawan kosong (g)
W cawan dan residu (g)
WSI (g/ml)
Ratarata WSI (g/ml)
001
42.0535
42.0635
0.0050
52.6220
52.6324
0.0052
0.0051
002
42.6587
42.6698
0.0055
39.2182
39.2288
0.0053
0.0054
003
52.6170
52.6284
0.0057
42.6569
42.6685
0.0058
0.0058
011
41.1836
41.1962
0.0063
42.7583
42.7711
0.0064
0.0063
012
52.1514
52.1670
0.0078
41.1829
41.1973
0.0072
0.0075
013
39.2172
39.2354
0.0091
39.2175
39.2365
0.0095
0.0093
101
53.1896
53.2016
0.0060
42.7568
42.7684
0.0058
0.0059
102
37.9216
37.9343
0.0064
42.0571
42.0698
0.0064
0.0064
103
53.1864
53.1995
0.0066
37.9221
37.9347
0.0063
0.0064
111
39.2177
39.2309
0.0066
42.0539
42.0673
0.0067
0.0067
112
52.1519
52.1654
0.0068
45.1819
45.1954
0.0068
0.0068
113
37.9217
37.9363
0.0073
44.8927
44.9067
0.0070
0.0072
201
45.7661
45.7783
0.0061
45.7657
45.7779
0.0061
0.0061
202
42.7575
42.7702
0.0064
52.1513
52.1640
0.0064
0.0064
203
41.1852
41.2013
0.0081
51.1404
51.1560
0.0078
0.0079
211
45.1018
45.1179
0.0081
37.9219
37.9381
0.0081
0.0081
212
51.1392
51.1566
0.0087
52.1516
52.1688
0.0086
0.0086
213
44.6288
44.6482
0.0097
44.6300
44.6486
0.0093
0.0095
Contoh perhitungan untuk kode 001 ( Volume yang dikeringkan = 2 ml ) WSI
=
= = 0.0050 g/ml Rata-rata = = = 0.0051 g/ml
32
Lampiran 6. Hasil analisis Water Absorption Index (WAI) Tabel 9. Data analisis Water Absorption Index (WAI) 1
2
W tabung dan residu (g)
W tabung dan sampel (g)
WAI (ml/g)
W tabung dan residu (g)
W tabung dan sampel (g)
W sampel (g)
W sampel (g)
WAI (ml/g)
WAI ratarata (ml/g)
001
14.2980
11.7638
002
0.5080
4.9886
14.2738
11.7193
0.5030
5.0785
5.0336
14.2479
003
14.0606
11.7632
0.4921
5.0492
14.2550
11.6670
0.5006
5.1698
5.1095
11.5842
0.5030
4.9233
14.1007
11.4715
0.4988
5.2711
5.0972
011
14.2618
11.6466
0.4969
5.2630
14.3280
11.8114
0.5046
4.9873
5.1252
012
14.2864
11.6761
0.4961
5.2616
14.2927
11.6808
0.5002
5.2217
5.2417
013
14.4278
11.6394
0.5100
5.4675
14.4043
11.6789
0.5018
5.4312
5.4493
101
14.5327
11.9023
0.5181
5.0770
14.2785
11.6085
0.5022
5.3166
5.1968
102
14.2683
11.7550
0.4985
5.0417
14.2928
11.6112
0.5073
5.2860
5.1639
103
14.2052
11.6335
0.5291
4.8605
14.3217
11.8314
0.5064
4.9177
4.8891
111
14.1818
11.6052
0.4958
5.1969
14.2327
11.6624
0.5048
5.0917
5.1443
112
14.5519
11.9553
0.5002
5.1911
14.1849
11.7676
0.4919
4.9142
5.0527
113
14.2510
11.6460
0.5058
5.1503
14.2658
11.6849
0.5160
5.0017
5.0760
201
14.6046
11.9185
0.5269
5.0979
14.5729
11.9095
0.5129
5.1928
5.1454
202
14.1792
11.7957
0.5048
4.7217
14.4280
11.9515
0.4964
4.9889
4.8553
203
14.1856
11.6756
0.5002
5.0180
14.5253
11.8966
0.5054
5.2012
5.1096
211
14.4077
11.8685
0.5054
5.0241
14.1126
11.5931
0.5218
4.8285
4.9263
212
14.4529
11.6724
0.5309
5.2373
14.2748
11.6115
0.4948
5.3826
5.3100
213
14.2317
11.6134
0.5068
5.1663
14.5324
11.9484
0.4767
5.4206
5.2935
Kode
Contoh perhitungan untuk kode 001 WAI
=
= = 4.9886 ml/g Rata-rata = = = 5.0336 ml/g
33
Lampiran 7. Hasil analisis bulk density Tabel 10. Data analisis bulk density
W (g)
V (ml)
ρ(g/ml)
W (g)
V (ml)
ρ(g/ml)
W (g)
V (ml)
ρ(g/ml)
Berat Jenis Rata-Rata (g/ml)
001
0.5603
6
0.0934
0.6129
7
0.0876
0.6227
8
0.0778
0.0863
002
0.6023
7
0.0860
0.5821
7
0.0832
0.6220
7.5
0.0829
0.0840
003
0.5676
6
0.0946
0.5534
7
0.0791
0.5928
7
0.0847
0.0861
011
0.7221
9.5
0.0760
0.6571
8
0.0821
0.6444
8
0.0806
0.0796
012
0.5190
6
0.0865
0.6720
9
0.0747
0.6270
8
0.0784
0.0798
013
0.6074
7.5
0.0810
0.6289
8
0.0786
0.5580
7
0.0797
0.0798
101
0.4664
5
0.0933
0.5431
6
0.0905
0.5636
6.5
0.0867
0.0902
102
0.6329
7
0.0904
0.6183
7.5
0.0824
0.6760
9
0.0751
0.0827
103
0.5912
7
0.0845
0.6174
7.5
0.0823
0.6761
8.5
0.0795
0.0821
111
0.6456
8
0.0807
0.6232
7
0.0890
0.5761
7
0.0823
0.0840
112
0.6055
7
0.0865
0.5699
7.5
0.0760
0.6248
7.5
0.0833
0.0819
113
0.6688
8
0.0836
0.6431
8.5
0.0757
0.6551
8
0.0819
0.0804
201
0.6267
5.5
0.1139
0.4973
4.5
0.1105
0.5359
6
0.0893
0.1046
202
0.5799
5.5
0.1054
0.6542
6.5
0.1006
0.6382
6.5
0.0982
0.1014
203
0.6740
8
0.0843
0.6316
6.5
0.0972
0.5990
6
0.0998
0.0938
211
0.5904
5.5
0.1073
0.6656
7.5
0.0887
0.5907
7
0.0844
0.0935
212
0.6539
8
0.0817
0.6112
7
0.0873
0.6592
7
0.0942
0.0877
213
0.6920
8.5
0.0814
0.6517
7
0.0931
0.6195
7
0.0885
0.0877
Ulangan 1 Kode
Ulangan 2
Ulangan 3
Contoh perhitungan untuk kode 001 Bulk density =
= = 0.0934 g/ml Rata-rata = = = 0.0863 ml/g
34
Lampiran 8. Hasil analisis derajat pengembangan dan panjang Tabel 11. Data analisis derajat pengembangan dan panjang
diameter (mm)
rata-rata diameter (mm)
Kode
rata-rata derajat pengembangan (%)
1
2
3
ratarata panjang (mm)
panjang (mm)
1
2
3
001
20.93
20.49
21.2
20.87
417.47
18.56
19.2
21.4
19.72
002
20.3
20.9
20.87
20.69
413.80
21.12
25.56
20.9
22.53
003
20.83
20.05
18.45
19.78
395.53
24.14
23.27
24.6
24.00
011
21.06
21
21.4
21.15
423.07
22.75
22.35
22.47
22.52
012
20.13
19.65
19.23
19.67
393.40
23.03
23.25
21.64
22.64
013
19.57
19.19
20
19.59
391.73
24.36
25.27
23.7
24.44
101
19.89
20.86
20.85
20.53
410.67
21.28
19.26
22.13
20.89
102
20.13
20.51
19.88
20.17
403.47
25.07
23.5
22.02
23.53
103
19.41
19.54
19.89
19.61
392.27
24.33
24.13
23.89
24.12
111
20.15
20.55
20.16
20.29
405.73
22.1
23.06
22.4
22.52
112
19.85
19.58
19.62
19.68
393.67
26.2
23.2
23.62
24.34
113
19.41
19.89
19.42
19.57
391.47
24.85
27.8
24.08
25.58
201
20.79
20.88
20.03
20.57
411.33
18.6
18.72
23.37
20.23
202
19.85
21.1
20.49
20.48
409.60
20.04
25.3
22.22
22.52
203
19.37
19.53
19.17
19.36
387.13
24.34
25.53
24.43
24.77
211
19.66
20.49
20.61
20.25
405.07
24.8
24.01
24.03
24.28
212
20.6
19.69
20.5
20.26
405.27
25.51
24.41
23.12
24.35
213
19.14
19.49
19.33
19.32
386.40
24.83
24.6
26.23
25.22
Contoh perhitungan untuk kode 001 ( Diameter die = 5 mm) Rata-rata diameter
= = = 20.87 mm
Derajat pengembangan =
= = 417.47 % Rata-rata panjang
= = = 19.72 mm
35
Lampiran 9. Hasil analisis tekstur (kekerasan) Tabel 12. Data analisis tekstur
Kekerasan (kg)
Kode
Rata-rata kekerasan (kg)
1
2
3
4
5
001
19.530
19.868
18.710
17.875
21.158
19.428
002
23.847
23.718
24.203
21.324
24.612
23.541
003
23.466
22.462
22.839
22.507
21.579
22.571
011
32.212
31.968
30.908
27.231
32.445
30.953
012
25.561
26.331
26.627
27.786
25.966
26.454
013
34.626
32.922
32.428
32.636
30.284
32.579
101
26.238
25.937
26.464
26.878
23.437
25.791
102
20.557
22.135
22.838
23.902
23.576
22.602
103
27.257
22.676
22.084
24.273
27.915
24.841
111
25.353
25.294
27.672
25.408
23.759
25.497
112
22.443
25.298
25.853
26.744
23.811
24.830
113
28.266
28.191
28.229
30.008
27.913
28.521
201
26.379
24.980
22.037
24.058
24.659
24.423
202
30.859
28.158
31.733
31.508
30.654
30.582
203
32.903
35.173
34.266
30.872
34.755
33.594
211
25.951
25.153
25.564
26.126
24.871
25.533
212
24.722
26.539
25.226
26.474
24.908
25.574
213
31.456
31.937
28.374
28.541
26.637
29.389
Contoh perhitungan untuk kode 001 Rata-rata kekerasan = = = 19.428 kg
36
Lampiran 10. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap kadar air. Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
Model
543.711
a
6
90.618
3.209E7
.000
KadarWheat
3.409E-7
2
1.705E-7
.060
.942
Preconditioner
1.830E-5
1
1.830E-5
6.478
.016
Screwspeed
3.492E-6
2
1.746E-6
.618
.546
Error
8.472E-5
30
2.824E-6
Total
543.711
36
a. R Squared = 1.000 (Adjusted R Squared = 1.000)
37
Lampiran 11a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap derajat gelatinisasi. Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
898.009
4.260E3
.000
KadarWheat
97.479
2
48.739
231.198
.000
Preconditioner
27.165
1
27.165
128.860
.000
Screwspeed
3.908
2
1.954
9.268
.001
Error
6.324
30
.211
Total
5394.376
36
Model
5388.052
a. R Squared = .999 (Adjusted R Squared = .999)
Lampiran 11b. Uji lanjut Duncan untuk derajat gelatinisasi Subset KadarWheat
N
1
2
5%
12 1.088369E1
0%
12 1.096379E1
10%
12
1.441373E1
Sig.
.672
1.000
Subset Screwspeed
N
350 rpm
12 1.172651E1
360 rpm
12 1.201178E1
370 rpm
12
Sig.
1
2
1.252292E1 .139
1.000
38
Lampiran 12a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap WSI. Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
.000
857.563
.000
KadarWheat
1.177E-5
2
5.884E-6
16.922
.000
Preconditioner
2.368E-5
1
2.368E-5
68.115
.000
Screwspeed
1.060E-5
2
5.299E-6
15.241
.000
Error
1.043E-5
30
3.477E-7
Total
.002
36
Model
.002
a. R Squared = .994 (Adjusted R Squared = .993)
Lampiran 12b. Uji lanjut Duncan untuk WSI Subset KadarWheat N
1
2
5%
12 .006537
0%
12 .006571
10%
12
Sig.
.007767 .891
1.000
Subset Screwspeed N
1
350 rpm
12 .006362
360 rpm
12 .006838
370 rpm
12
Sig.
2
.007675 .058
1.000
39
Lampiran 13. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap WAI. Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
157.958
4.906E3
.000
KadarWheat
.171
2
.086
2.662
.086
Preconditioner
.182
1
.182
5.644
.024
Screwspeed
.030
2
.015
.472
.629
Error
.966
30
.032
Total
948.714
36
Model
947.748
a. R Squared = .999 (Adjusted R Squared = .999)
40
Lampiran 14a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap bulk density.
Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
.068
1.650E3
.000
KadarWheat
.002
2
.001
19.908
.000
Preconditioner
.001
1
.001
12.909
.001
Screwspeed
.000
2
6.848E-5
1.650
.203
Error
.002
48
4.151E-5
Total
.413
54
Model
.411
a. R Squared = .995 (Adjusted R Squared = .995)
Lampiran 14b. Uji lanjut Duncan untuk bulk density
Subset KadarWheat N
1
0%
18 .082600
5%
18 .083542
10%
18
Sig.
2
.094778 .663
1.000
41
Lampiran 15a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap derajat pengembangan.
Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
1455685.798
1.609E4
.000
KadarWheat
398.766
2
199.383
2.204
.121
Preconditioner
344.536
1
344.536
3.809
.057
Screwspeed
4182.495
2
2091.247
23.119
.000
Error
4341.933
48
90.457
Total
8738456.720
54
Model
8.734E6
a. R Squared = 1.000 (Adjusted R Squared = .999)
Lampiran 15b. Uji lanjut Duncan untuk derajat pengembangan
Subset
Screwspee d
N
1
370 rpm
18
360 rpm
18
350 rpm
18
Sig.
2
3
3.9076E2 4.0320E2 4.1222E2 1.000
1.000
1.000
42
Lampiran 16a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap panjang produk.
Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
4878.114
2.330E3
.000
9.443
2
4.721
2.255
.116
Preconditioner
30.766
1
30.766
14.694
.000
Screwspeed
80.862
2
40.431
19.311
.000
Error
100.499
48
2.094
Total
29369.181
54
Model
29268.682
KadarWheat
a. R Squared = .997 (Adjusted R Squared = .996)
Lampiran 16b. Uji lanjut Duncan untuk panjang produk
Subset
Screwspee d
N
1
350 rpm
18
360 rpm
18
370 rpm
18
Sig.
2
3
21.6939 23.3172 24.6878 1.000
1.000
1.000
43
Lampiran 17a. Analisis pengaruh pre-conditioning, tingkat substitusi gandum utuh dan kecepatan ulir terhadap tekstur.
Type III Sum of Source
Squares
df
Mean Square
F
Sig.
a
6
10598.708
1.000E3
.000
KadarWheat
134.836
2
67.418
6.361
.003
Preconditioner
133.939
1
133.939
12.638
.001
Screwspeed
199.867
2
99.933
9.429
.000
Error
890.243
84
10.598
Total
64482.492
90
Model
63592.249
a. R Squared = .986 (Adjusted R Squared = .985)
Lampiran 17b. Uji lanjut Duncan untuk tekstur
Subset KadarWheat N
1
2
5%
30 2.53470E1
0%
30 2.59210E1
10%
30
2.81824E1
Sig.
.497
1.000
Subset Screwspeed N
1
2
350 rpm
30 2.52708E1
360 rpm
30 2.55971E1
370 rpm
30
Sig.
2.85825E1 .699
1.000
44
Lampiran 18. Uji korelasi BulkDensity KadarWheat
Pearson Correlation Sig. (2-tailed)
Pearson Correlation Sig. (2-tailed)
.185
-.208
.000
.181
.132
54
54
54
*
**
.142
.019
.006
.305
54
54
54
-.059
**
-.319
N Screwspeed
Pearson Correlation Sig. (2-tailed)
Diameter
**
.515
N Preconditioner
Panjang
.373
.603
-.392
**
.673
.000
.003
54
54
54
N
TingkatKekerasan KadarWheat
.238
Sig. (2-tailed)
.024
N Preconditioner
90
Pearson Correlation
.314
Sig. (2-tailed)
**
.003
N Screwspeed
*
Pearson Correlation
90
Pearson Correlation
.348
Sig. (2-tailed)
**
.001
N
90 DerajatGelatinisas WAI
KadarWheat
Pearson Correlation Sig. (2-tailed) N
Preconditioner
i **
.055
.019
.000
.750
36
36
36
-.163
.390
.343 36
.648
*
KadarAir
**
.697
-.414
*
.325
Sig. (2-tailed)
.053
.000
.008
.012
36
36
36
36
**
.180
.180
Pearson Correlation
.134
Sig. (2-tailed)
.436
.009
.293
.292
36
36
36
36
N
.428
.435
**
Pearson Correlation
N Screwspeed
WSI
45